[发明专利]一种半固态锂电池正极浆料的回收再利用方法

说明书

本发明提供了一种半固态锂电池正极浆料的回收再利用方法，包括如下步骤：a.对半固态锂电池进行充电，使正极浆料中的磷酸铁锂处于贫锂状态；b.从半固态锂电池中回收正极浆料并在正极浆料中加入溶剂稀释，将稀释后的正极浆料固液分离得到贫锂态磷酸铁锂和导电剂固体混合物以及六氟磷酸锂溶液；c.将贫锂态磷酸铁锂和导电剂固体混合物进行煅烧，用以除去贫锂态磷酸铁锂表面的炭层、SEI膜以及导电剂；d.测定贫锂态磷酸铁锂的元素比并添加锂源混合、充分研磨，通过煅烧得到再生的磷酸铁锂；e.将再生的磷酸铁锂分散于溶有可成炭性的高分子溶液中，充分搅拌、烘干并进行热处理从而得到具有均匀包覆炭层的炭包覆磷酸铁锂正极材料。

技术领域

本发明涉及锂电池回收领域，具体地涉及一种半固态锂电池正极浆料的回收再利用方法。

背景技术

磷酸铁锂作为动力电池的正极材料已经得到了广泛的应用。目前，针对磷酸铁锂正极材料的回收再生主要包括以下方法：通过机械分离、化学分离等方法回收处于放电态的磷酸铁锂，对放电态的磷酸铁锂添加锂源、铁源、磷源和碳源等并经过固相、液相等方法得到再生的磷酸铁锂。上述方法主要存在的问题在于：再生的磷酸铁锂颗粒间会发生严重的粘结，并且在再生的过程中会产生大量的新相，导致再生的材料粒度不均一、分散性差。此外，所得到材料的炭包覆层不均一，包覆效果有限，不利于对磷酸铁锂导电性的改善。

半固态锂电池作为一种新型电池将逐步应用于储能电池和动力电池领域。半固态锂电池的结构使其在电池回收方面具有独特的特点，即包括电池壳、电极浆料和隔膜在内的各个电池组成部分可直接分离回收，免去了传统的粉碎、分离、酸碱处理等繁琐过程。其中作为半固态锂电池重要组成部分的电极浆料含有一定比例在电解液中悬浮或沉淀的导电颗粒。当电池受到外部冲击或震荡时，由于此部分导电颗粒没有粘接固定，因此可以在电解液中移动，并形成动态的导电网络。导电颗粒为碳黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或金属导电颗粒等导电剂中的一种或几种混合物，或者导电颗粒为电极活性材料与上述导电剂的复合物或混合物，复合或混合的方式包括表面包覆、粘接或机械混合等。半固态锂电池要求正极浆料中活性物质具有良好的分散性和导电性，已有的正极材料回收技术无法满足上述需求。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明提供一种半固态锂电池正极浆料的回收再利用方法，在该回收再利用方法中以贫锂态磷酸铁锂作为回收原料，仅通过添加适量锂源处理后即可得到再生的磷酸铁锂正极材料，避免了现有方法所导致的再生材料粒度不均一、分散性差的问题。此外，通过二次炭包覆的方法在再生的磷酸铁锂颗粒表面构筑了具有良好完整性的炭包覆层，解决了再生磷酸铁锂炭包覆层不均一的缺陷，进一步提升了再生正极材料的导电性。

本发明提供的技术方案如下：

根据本发明提供一种半固态锂电池正极浆料的回收再利用方法，该回收再利用方法包括如下步骤：

a.对半固态锂电池进行充电，使正极浆料中的正极活性材料磷酸铁锂处于贫锂状态；

b.从半固态锂电池中回收正极浆料并在正极浆料中加入溶剂进行稀释，将稀释后的正极浆料固液分离得到贫锂态磷酸铁锂和导电剂固体混合物以及六氟磷酸锂溶液；

c.将贫锂态磷酸铁锂和导电剂固体混合物在400-800℃进行煅烧，用以除去贫锂态磷酸铁锂表面的炭层、SEI膜(固体电解质膜)以及导电剂；

d.测定贫锂态磷酸铁锂的元素比并添加锂源混合、充分研磨，通过在400-800℃进行煅烧得到再生的磷酸铁锂；

e.将再生的磷酸铁锂分散于溶有可成炭性的高分子溶液中，充分搅拌、烘干并在400-700℃进行热处理从而得到具有均匀包覆炭层的炭包覆磷酸铁锂正极材料；

f.将在步骤e中得到的炭包覆磷酸铁锂正极材料与电解液混合均匀，用以得到再生的正极浆料。