[发明专利]废旧电池中镍钴锰三元正极材料修复再生的方法

摘要

本发明提供一种废旧电池中镍钴锰三元正极材料修复再生的方法从钴酸锂废旧电池中拆分正极材料；将三元正极极片铺于网带上，控制网带以持续振动，同时控制气体由下至上通过网带网孔；在网带振动、网带网孔有气体流通的条件下，将三元正极极片在100~300℃和380~520℃分别加热10~60分钟，收集三元正极材料粉末Ⅰ；将三元正极材料粉末Ⅰ依次筛除碎裂铝箔和电磁除铁，得到三元正极材料粉末Ⅱ并球磨得到三元正极材料粉末Ⅲ；三元正极材料粉末Ⅲ在弱酸性下把铝粉末溶解，三元正极材料表面侵蚀，形成高活性高分散性的三元正极材料，三元正极材料做为成核剂合成修复成颗粒均匀的球形三元前驱体材料。本发明制备的球形三元前驱体材料，调浆涂布性能和电化学性能得到修复。

主权项

废旧电池中镍钴锰三元正极材料修复再生的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将废旧锂离子电池清洗、放电，分选出镍钴锰三元电池；步骤2，洁净拆解镍钴锰三元电池，分选出三元正极极片、电解液、负极极片、外壳；步骤3，将三元正极极片以1‑5cm的厚度平铺于耐高温网带上，控制网带以5~50Hz频率持续振动，同时控制气体以1~500m3/h流速由下至上通过网带网孔；在保持网带振动、网带网孔有气体流通的条件下，将三元正极极片在100~300℃预干燥10~60分钟后，继续在380~520℃烧结10~60分钟，收集三元正极材料粉末Ⅰ；步骤4，将三元正极材料粉末Ⅰ依次筛除碎裂铝箔和电磁除铁，得到三元正极材料粉末Ⅱ，然后取样检测三元正极材料粉末Ⅱ中Li、Co、Ni、Mn、Al的含量；步骤5，将三元正极材料粉末Ⅱ放入高能球磨机内在球料比为1:1~3、球磨转速300~800r/min的条件下球磨1~24h，得到三元正极材料粉末Ⅲ；步骤6，制备三元前驱体材料；步骤6.1，利用三元正极材料粉末Ⅲ配制三元液：把三元正极粉末放入pH值3.5~5.0的弱酸性溶液中活化反应0.5~10h，过滤得到过滤溶液和滤渣，滤渣用热纯水洗涤至洗水pH值6.5~7.5，过滤溶液补加硫酸镍、硫酸锰和硫酸钴晶体，配制成Ni：Co：Mn＝(1‑x‑y)：x：y; x=0.1~0.33,y=0.1~0.33的摩尔比的三元溶液；步骤6.2，配制碱性三元正极材料底料溶液：将步骤6.1中滤渣，投入三元前驱体合成反应釜内，滤渣投入量与反应釜体积关系为100~300kg/M3；再往反应釜内补加纯水、液碱和氨水配制成pH值10.0~11.5、氨浓度3~10g/l的碱性溶液；步骤6.3，制备三元前驱体材料：密封上述反应釜，通入氮气或氩气惰性气体把釜内空气排净，搅拌转速调到100~160r/min；将步骤6.1中配制的三元溶液、20~32wt%的氢氧化钠溶液、10~20wt%的氨水溶液三者按三元溶液100~200l/h、液碱30~45l/h、氨水2~10l/h加入上述反应釜内反应，将反应釜内温度控制在45~65℃、通过调节氢氧化钠溶液通入反应釜的流量和氨水通入反应釜的流量使pH值控制在10.0~11.5、反应母液中氨浓度3~10g/l，连续反应10~50h，得到三元前驱体，待三元前驱体粒径D50达到5~11μm时停止反应，过滤、洗涤、干燥，得到三元前驱体材料；步骤7，将步骤6制备的三元前驱体材料按Li：M：Al＝(1~1.05)：(1﹣x)：x，x =0.001~0.2补充Li和Al元素，M为Ni、Co、Mn总金属量，在纯氧气氛下600~1000℃焙烧10~24h，得到修复再生三元正极材料。