[发明专利]一种对锂电池正极失效钴酸锂结构馈补重制的方法

说明书

一种对锂电池正极失效钴酸锂结构馈补重制的方法，按照如下步骤进行：①将废旧钴酸锂电池在氯化钠溶液中浸泡放电，拆解得到电池的正极材料；②将正极材料用DMF与NMP混合有机溶剂超声浸泡处理，得到的沉淀再进行烧结，冷却后研磨得到LixCoO₂粉末；③将LixCoO₂粉末与含有过氧化氢的无机酸溶液反应，进行钴元素的溶解重制，过滤将不溶性杂质除去，得到含有Li⁺和Co²⁺的浸出液；④在浸出液中加入氢氧化锂和氧化剂溶液得到混合液，控制混合液中锂与钴的摩尔比在10以上，将混合液倒入反应釜进行水热反应；⑤将水热反应的产物进行离心分离并洗涤沉淀，干燥后得到结构重制的钴酸锂晶体。本发明操作简单、能耗低、效率高、能减少环境污染，能使废弃物的价值得到最大化利用。

(一)技术领域

本发明涉及废旧锂电池的回收再利用方法，具体涉及一种对锂电池中正极失效钴酸 锂的结构重制的方法。

(二)技术背景

锂离子电池作为一种储能装备由于能量密度高、循环寿命长、电压高、绿色环保等优点在终端电子通讯、新能源储能、电动汽车、家用电器、航空航天和军事等领域得到 了广泛的应用。数量巨大的锂离子电池被废弃后，既浪费了资源又污染了环境。若能将 废旧锂电中的资源循环利用，可减少天然资源的开发，为经济社会可持续发展提供一条 新路，具有重要的经济和社会效益，且促进电子通讯、新能源、电动汽车等新兴产业的 发展。

废旧锂离子电池中包含十多种回收价值较高的贵金属及多种有毒元素，若能有效回 收处理，将创造巨大的经济效益和环境效益；若得不到正确处理，则会对环境和人体健康造成巨大的伤害。因此，如何有效回收处理废旧锂离子电池是社会发展过程中急需解 决的问题。

锂离子电池充放电寿命一般为几百次到一千次，在反复充放电过程中锂离子嵌入/ 脱出电极材料，会造成电极材料的膨胀或收缩，使得集流体接触不良，致使晶体结构发生不可逆转变。最终导致部分材料的嵌入/脱出功能失效，电池内阻变大，容量下降。 传统锂电回收方法，是对失效锂电池中的重金属进行分类回收，得到钴的氧化物，再用 于锂电池正极的制备，环节多，效率低，耗能高。

中国专利CN201210187241.2公布了一种超声协同的失效锂离子电池中钴酸锂材料 水热修复的方法。处理失效的废旧锂离子电池正极得到钴酸锂粉体废料，将粉状钴酸锂材料浸入氢氧化锂溶液中，超声水热反应，得到修复的钴酸锂材料。但由于未溶解粉状 钴酸锂，而是直接超声补锂，锂的补充有限，无法还原钴酸锂晶体最初六方层状结构的 原始形态和尺寸分布，造成锂离子在正负极的迁移中会产生一定的阻抗，使电化学性能 的提高有限，不能与新电池的性能相比。

(三)发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的缺陷并提出一种操作简单、能耗低、效 率高、能减少环境污染的利用废旧锂电池正极失效钴酸锂制备新的钴酸锂材料的方法，采用本发明的方法，能够恢复钴酸锂材料原始结构和电化学性能，使废弃物的价值得到 最大化利用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种对锂电池正极失效钴酸锂结构馈补重制的方法，按照如下步骤进行：

①、将废旧钴酸锂电池在氯化钠溶液中浸泡放电，拆解得到电池的正极材料；

②、将步骤①拆解得到的正极材料用DMF与NMP混合有机溶剂超声浸泡处理， 得到的沉淀再进行烧结，冷却后研磨得到LixCoO₂粉末；

③、将步骤②得到的LixCoO₂粉末与含有过氧化氢的无机酸溶液反应，进行钴元素的溶解重制，过滤将不溶性杂质除去，得到含有Li⁺和Co²⁺的浸出液；

④、在步骤③得到的浸出液中加入氢氧化锂和氧化剂溶液得到混合液，控制混合液 中锂与钴的摩尔比在10以上，将混合液倒入反应釜进行水热反应；