[发明专利]一种锂离子电池废料中正极活性材料的回收方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池废料中正极活性材料的回收方法。

背景技术

锂离子电池是目前广泛使用的二次电池，其具有比能量高、工作电压高、自放电率低、循环寿命长、无污染等优点。广泛应用于电动工具、电动汽车等领域，由于其应用领域广阔，电池的消耗量巨大，每年都会产生大量报废的电池，从而产生大量的正极废料。在电池生产过程中的废浆料以及废极片也会产生大量的正极废料。因此，为了保护环境、回收再利用材料、节约成本，回收正极废料中的正极活性材料变得非常必要。

CN1585180A公开了一种锂离子二次电池正极残料的回收方法。该方法将制备锂离子二次电池时所产生的正极边角料机残片进行热处理，除去铝箔基体与正极材料之间的粘合剂，采用机械方法将铝箔基体与正极材料脱离；或者将热处理过的正极极片放在蒸馏水中，于一定温度下利用超声波震荡或机械搅拌等方法将附着在铝箔基体上的正极材料与铝箔基体脱离，再将正极材料分离出来，干燥处理后得到可直接使用的正极材料。但采用该方法所回收的正极材料制成的锂离子二次电池的容量较低。

CN101359756A公开了一种锂离子电池废料中磷酸亚铁锂材料的回收方法，该方法将废料在惰性气氛下烘烤后，加入铁源进一步在惰性气氛下焙烧一段时间，可回收得到振实密度和容量较高的磷酸亚铁锂材料。但是，利用该方法必须加入可溶性铁盐的乙醇溶液，并加入适当量的锂源或磷源混合研磨，过程复杂。合成磷酸锰铁锂对计量比要求严格，补加入的锂源或磷源的量难以保证准确，后加入的可溶性铁盐容易引入杂质。回收的正极活性材料的容量并不理想，且电池的充放电效率较低。

发明内容

本发明在于克服现有技术的回收方法中所得到正极活性材料使锂离子二次电池的容量不理想、充放电效率较低的缺陷，提供一种可以获得使锂离子二次电池容量较高、充放电效率较高的回收锂离子电池废料中正极活性材料的简单易实现的方法。

本发明的目的是提供一种锂离子电池废料中正极活性材料的回收方法，该方法包括，

S1、将所述废料在惰性气体或还原性气体的气氛下350-500℃热处理；

S2、将步骤S1所得的粉末产物在惰性气体或还原性气体的气氛下600-800℃烧结，回收得到正极活性材料；

所述正极活性材料选自锂的磷酸盐、锂的硅酸盐或者锂的钒系材料中的一种或几种。

本发明意外发现采用本发明的回收方法，不仅可以回收制备过程中产生的废料、废极片，而且能够回收反复使用的废旧电池中的废极片，回收得到的正极活性材料充放电容量高，充放电效率高，得到的正极活性材料粒度分布均匀，晶体结构完整，且回收过程中Fe元素不变价，不引入杂质，充分利用和保持正极活性材料的稳定性，仅利用低温热处理使集流体和活性材料分离，确保集流体不被腐蚀，且粘结剂可以充分分解成碳，再通过高温烧结提高分解的可能为非晶态的碳的导电性，保证正极活性材料的导电性能，整个过程能保证去除多余的粘结剂，并保证所含活性材料结构不受影响。且回收方法工艺过程简单，对设备要求低，过程容易控制，同时，回收过程不会对活性材料产生负面影响，活性材料的理化性能及电化学活性不受到影响，实现了正极活性材料原材料的回收再利用，可以节约成本，并具有环保的效益。

附图说明

图1是实施例1回收的磷酸亚铁锂正极活性材料的SEM图。

图2是实施例1回收的磷酸亚铁锂正极活性材料的粒度分布图。

图3是实施例1回收的磷酸亚铁锂正极活性材料的XRD图。

图4是实施例8回收的磷酸锰铁锂正极活性材料的XRD图。

图5是实施例8回收的磷酸锰铁锂正极活性材料的SEM图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种锂离子电池废料中正极活性材料的回收方法，该方法包括，S1、将所述废料在惰性气体或还原性气体的气氛下350-500℃热处理；S2、将步骤S1所得的粉末产物在惰性气体或还原性气体的气氛下600-800℃烧结，回收得到正极活性材料；其中，正极活性材料选自锂的磷酸盐、锂的硅酸盐或者锂的钒系材料中的一种或几种。回收得到的正极活性材料充放电容量高，充放电效率高，得到的正极活性材料粒度分布均匀，晶体结构完整。