[发明专利]一种退役锂离子电池镍钴锰正极材料的回收方法

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种退役锂离子电池镍钴锰正极材料的回收方法。本发明回收方法包括：(1)将退役锂离子电池中镍钴锰正极材料粉碎获得晶种，所述晶种的粒径D50500nm；(2)含镍源、钴源和锰源的混合溶液与晶种混合均匀，加入沉淀剂和络合剂进行共沉淀反应制得单晶镍钴锰材料前驱体；(3)将单晶镍钴锰材料前驱体与锂源均匀混合后煅烧，即可得到单晶正极材料。本发明在现有技术的基础之上，调控晶种的粒径并控制沉积过程，将退役锂离子电池中的镍钴锰多晶材料转变为电化学性能优异的镍钴锰单晶材料，可以更好地满足高性能电池开发的需求。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种退役锂离子电池镍钴锰正极材料的回收方法。

背景技术

多晶镍钴锰(LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，0x+y1)在三元锂电池中有着最高的普及度，开发相关回收和再生技术具有十分重要的意义和价值。由于钴、镍、锰、锂均为有价金属，在工业生产线中常通过传统火法冶金或湿法冶金对有价金属进行回收，获得镍、钴、锰元素的原料后重新生产制备镍钴锰正极材料。然而此类技术能耗高、周期长。

CN 112993242 A公开了镍钴锰正极材料和废旧镍钴锰正极材料的回收方法，具体公开了废旧镍钴锰正极材料的回收方法包括：对废旧镍钴锰正极材料进行破碎，得到粒料；将粒料作为晶种，使含镍源、钴源和锰源的溶液进行沉淀反应，得到镍钴锰前驱体；在镍钴锰前驱体表面进行锂源包覆，形成新的镍钴锰三元正极材料。其中，经所述破碎过程后，粒料的粒径为1-5μm；将氢氧化钠和氨水作为沉淀剂，将所述浆料、所述含镍源、钴源和锰源的溶液进行沉淀反应，得到所述镍钴锰前驱体，且所述镍源、所述钴源和所述锰源的摩尔比与所述粒料中镍钴锰的摩尔比相同。该技术方案的晶种粒径较大，并不能够获得单晶的目标产物，而且该技术方案限定了沉淀溶液的摩尔比与所述粒料中镍钴锰的摩尔比相同，存在诸多限制，因此，还存在改进空间。

CN 112391671 A公开了一种废旧三元多晶材料重构三元单晶材料方法，具体公开了将废旧三元多晶材料与有机混合溶剂混合制成浆料，超声处理后去除部分溶剂，获得废旧三元多晶材料泥浆；将废旧三元多晶材料泥浆置于滚筒混料机中进行混料，将锰酸锂晶种浆料雾化并喷雾至所述滚筒混料机，获得待修复材料；将待修复材料在空气气氛下进行多段式焙烧获得三元单晶材料。该技术方案获得的产品虽然是单晶材料，但是使用了锰酸锂晶种进行生长，并没有实现变废为宝，还存在改进空间。

综述所述，现有技术仍缺乏将退役锂离子电池中镍钴锰正极材料高效回收并制备为单晶正极材料的方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种退役锂离子电池镍钴锰正极材料的回收方法，其目的在于通过改进晶种的粒径并利用纳米效应控制沉积方法，将退役锂离子电池中镍钴锰多晶材料变为了电化学性能优异的单晶镍钴锰材料，可以更好地满足高性能电池开发的需求。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种退役锂离子电池镍钴锰正极材料的回收方法，包括以下步骤：

(1)将退役锂离子电池镍钴锰正极材料粉碎获得晶种，所述晶种的粒径D50500nm；

(2)含镍源、钴源和锰源的混合溶液与晶种混合均匀，加入沉淀剂和络合剂进行共沉淀反应制得单晶镍钴锰材料前驱体；

(3)将单晶镍钴锰材料前驱体与锂源均匀混合后煅烧，即可得到单晶正极材料。

D50，是指一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50％，小于它的颗粒也占50％，D50也叫中位径或中值粒径。

作为优选，步骤(1)中所述晶种的粒径D50100nm。