[发明专利]一种废旧锂离子电池正极材料球磨喷雾再生方法

说明书

本发明公开一种废旧锂离子电池正极材料球磨喷雾再生方法，检测废旧锂离子电池镍钴锰酸锂正极粉末中各个元素的含量，将废旧锂离子电池镍钴锰酸锂正极粉末、锂盐、镍盐、钴盐、锰盐、粘结剂、离子液体混合放入行星球磨机进行球磨细化，混合物球磨处理得到悬浊液；将悬浊液搅拌均匀后进行喷雾干燥，收集粉末；将得到的粉末焙烧得到再生的镍钴锰酸锂正极材料；本发明提供的正极材料再生工艺清洁，成本低，无废水废气排放，有价金属能够高价值化利用，同时制备得到的镍钴锰三元材料振实密度高，一致性好，粒度可控，性能稳定，具有优异的物理和电化学性能。

技术领域

本发明属于废旧的锂离子电池正极材料回收技术领域，特别涉及一种废旧锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料的球磨喷雾再生方法。

背景技术

自2014年起，我国新能源汽车得到快速的发展，产销量呈现高速的增长趋势。据中汽协数据，2018年全年的新能源汽车销量已经达到125.6万辆， 是2014年销售量的16.8倍，预计到2020年销量可能达到230万辆。磷酸铁锂电池一般报废期5年，三元锂电池报废期6年，预计2019年末动力电池将进入规模性报废期，到2020年动力电池报废装机量达到24.7GWh，至2025年，动力电池报废量有望达到126GWh。如若废旧锂离子不能得到有效的处置，将会对环境成严重的危害，威胁人类的生命安全，且若有价金属元素不能够回收利用，将会导致大量的资源白白浪费，因此废旧锂离子电池亟需回收处理。

近年来，对废旧的锂离子电池的回收研究日趋增加，而回收中主要存在两个较大的问题：其一是回收过程中杂质的去除，其二是有效元素的回收率。目前现有技术中除杂工艺有两种途径：第一种方法是采用萃取工艺，此种工艺虽然除杂效果较好，可达到深度除杂，但萃取时需要消耗大量的酸，会产生大量的污水， 存在废水排放和环境污染问题；另一种方法是采用中和沉淀除杂，由于镍和钴离子在较低pH值、非匀质的情况下会产生沉淀，因此在中和沉淀时将会夹带大量的有价金属，从而降低有价金属的回收率。而且，传统工艺一般加碳酸钠多级沉淀回收锂离子，工艺过程复杂，回收率低，回收成本高。

目前公开的一些锂离子电池正极材料回收工艺专利文献中，是将废旧锂离子电池破碎后通过无机酸浸出，萃取除杂后通过碱液共沉淀得到前驱体，再煅烧得到正极材料。这些工艺同样会耗费大量的酸，能耗高，同时也会将有价金属和杂质元素同时浸出，难以保证回收后正极材料的品相及电化学性能，回收率低。 因此，有必要解决上述现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种废旧锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料再生方法，工艺清洁，回收成本低，无废水废气排放，有价金属高价值化利用，能够实现工业化生产。

本发明提供一种废旧锂离子电池正极材料球磨喷雾再生方法，为了实现本发明目的，采用以下步骤：

（1）将废旧锂离子电池在质量分数为5%的NaCl溶液中室温浸泡放电24h，手动拆卸分离电池壳和电芯，将正极片浸入浓度为3mol/L的NaOH溶液中将铝箔和正极材料剥离，用60-80℃浓度为0.5-1.5mol/L的氢氧化钠溶液洗涤3次以上除去残留的铝等，抽滤得到正极材料，在空气下650℃煅烧10h，研磨过200目筛得到废旧锂离子电池NCM正极粉末；

（2）检测废旧锂离子电池NCM正极粉末中各个元素的含量，将废旧锂离子电池NCM正极粉末、锂盐、镍盐、钴盐、锰盐、粘结剂、离子液体混合放入行星球磨机进行球磨细化，混合物球磨处理6-10h后得到悬浊液；

（3）将步骤（2）的悬浊液搅拌均匀后进行喷雾干燥，收集粉末；

（4）将步骤（3）得到的粉末焙烧得到再生的镍钴锰酸锂正极材料。

步骤（2）锂盐为乙酸锂，镍盐为乙酸镍，钴盐为乙酸钴，锰盐为乙酸钴。

步骤（2）离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑溴离盐【Bmin】Br。