[发明专利]一种退役锂离子电池正极材料的再生方法

说明书

本发明公开一种退役锂离子电池正极材料的再生方法，包括步骤：将退役锂离子电池正极材料粉料放入填充有过饱和锂盐溶液中进行水热加压补锂，得到第一非均相悬浊液；将第一非均相悬浊液抽滤干燥后，所得再生正极材料晶种与前驱体溶液和粘结剂混合进行球磨，得到第二非均相悬浊液液；将第二非均相悬浊液液搅拌均匀，进行喷雾干燥后，收集再生前驱体；将再生前驱体依次经过第一段焙烧和第二段焙烧进行高温固相反应，得到再生的锂离子电池正极材料。本发明的再生方法成本低，所用原料不包含酸碱，无废水、废气排放，有利于保护生态环境，有效降低了材料消耗和成本。本发明工艺简单，再生利用率高，有利于工业化大规模生产，具有非常广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及退役锂离子电池正极材料回收技术领域，尤其涉及一种退役锂离子电池正极材料的再生方法。

背景技术

近年来，锂离子电池由于具有高功率、高能量密度、环境友好、长循环寿命、无记忆效应等优点，不仅被广泛应用于便携式电子设备，而且也越来越多地应用于动力汽车等大型储能领域。锂离子电池寿命通常为5～10年，随着其应用越来越广泛特别是动力汽车等领域，未来废旧电池的数量将迎来井喷式增长。退役三元锂离子电池含有锂镍钴锰等有价金属，如若不进行有效回收，将对环境造成严重危害，且有价金属资源浪费严重。

因此，开发退役三元锂离子电池清洁高效回收技术已成为热点。但现有回收工艺存在流程长、能耗大、杂质脱除率和有价元素回收率较低等不足。当前技术中提取工艺有两种途径：第一种方法是采用萃取工艺，杂质分离效果较好，可获得电池级原料，但萃取需采用多段萃取且萃取级数高，设备占地面积大，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分离，镍和钴离子在较低pH值、非匀质的情况下会产生沉淀，但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。此外，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。

目前公开的一些退役锂离子电池正极材料再生工艺，则是将废弃锂离子电池破碎后通过无机酸或有机酸浸出，经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，且有价金属回收率低。

因此，现有技术仍有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种退役锂离子电池正极材料的再生方法，旨在解决现有锂离子电池正极材料再生工艺存在流程复杂、成本高、难以保证再生后正极材料电化学性能的问题。

本发明的技术方案如下：

一种退役锂离子电池正极材料的再生方法，包括以下步骤：

将退役锂离子电池正极材料粉料放入填充有过饱和锂盐溶液的水热反应釜中进行水热加压补锂，得到第一非均相悬浊液；

将第一非均相悬浊液抽滤干燥后，将所得再生正极材料晶种与前驱体溶液和粘结剂混合，并进行球磨，得到第二非均相悬浊液；

将第二非均相悬浊液搅拌均匀，进行喷雾干燥后，得到再生前驱体；

将再生前驱体依次经过第一段焙烧和第二段焙烧处理，得到再生的锂离子电池正极材料。

可选地，所述水热反应釜的压力设置为1MPa～10MPa，保压温度设置为120℃～260℃，保压时间设置为1h～20h。

可选地，所述退役锂离子电池正极材料粉料的质量与所述过饱和锂盐溶液的体积比为1g：20mL，所述过饱和锂盐的浓度为1M～6M。

可选地，所述前驱体溶液为Ni盐、Co盐、Mn盐中的一种或多种与Li盐组成的盐溶液，Li与M的物质的量之比为1.05～2:1，所述M为Ni、Co、Mn的物质的量之和。