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廢舊電池中鎳鈷錳三元正極材料修復(fù)再生的方法與流程

文檔序號(hào):11137043閱讀:1461來源:國(guó)知局

技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及廢舊電池回收利用,具體涉及一種廢舊電池中鎳鈷錳三元正極材料修復(fù)再生的方法。
背景技術(shù)
:鋰離子電池自商業(yè)化以來,因其具有比能量高、體積小、質(zhì)量輕、應(yīng)用溫度范圍廣、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性能好等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于民用及軍用領(lǐng)域,如攝像機(jī),移動(dòng)電話、筆記本電腦以及便攜式測(cè)溫儀等,同時(shí)鋰離子電池也是電動(dòng)汽車首選的輕型高能動(dòng)力電池之一。鋰離子電池經(jīng)過500-1000次充放電循環(huán)之后,其活性物質(zhì)就會(huì)失去活性,導(dǎo)致電池的容量下降而使電池報(bào)廢。鋰離子電池回收技術(shù)可分為濕法回收和火法回收。濕法包括預(yù)處理(拆解、分類等)以及鈷和其他金屬的回收兩部分。分類的正極極片,需要把鋁箔和鋁箔上正極材料粉末分離開來,因正極材料中含有粘結(jié)劑,需要先在500℃左右熱處理,使粘結(jié)劑等揮發(fā),鋁箔上正極材料粉末才能脫落。如果鋁箔與正極材料粉末分離不完全,在后續(xù)浸出過程中,鋁與酸反應(yīng)釋放出大量氫氣,易產(chǎn)生爆炸,且增加了鋁的分離難度和分離成本。因此鋁箔的分離程度成為正極材料粉末回收利用的關(guān)鍵。火法回收,把廢舊電池放電、破碎,破碎物料在冶煉爐中經(jīng)800~1500℃冶煉,Co、Ni、Mn、Cu等重金屬形成合金回收,Li、Al等造渣進(jìn)入爐渣,隔膜等塑料揮發(fā)收集。火法回收對(duì)設(shè)備投資要求高,環(huán)保壓力大,金屬需要進(jìn)一步處理才能利用,成本高?,F(xiàn)有技術(shù)中,無論濕法回收還是火法回收,都是把廢舊電池中的Co、Li等金屬當(dāng)原料回收,流程長(zhǎng)、回收成本高。廢舊電池拆解回收得到的三元正極材料粉末,因在不斷充放電使用過程中,有一部分顆粒破裂成細(xì)小顆粒,顆粒分布變寬,如果不進(jìn)行顆粒修復(fù),再生利用制作電池調(diào)漿涂布性能差,涂層厚薄不均,影響電池性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種廢舊電池中鎳鈷錳三元正極材料修復(fù)再生的方法,通過該方法鋁的分離率達(dá)到99.5%以上,調(diào)漿涂布性能和電化學(xué)性能得到修復(fù)。廢舊電池中鎳鈷錳三元正極材料修復(fù)再生的方法,包括以下步驟:步驟1,將廢舊鋰離子電池清洗、放電,分選出鎳鈷錳三元電池;步驟2,潔凈拆解鎳鈷錳三元電池,分選出三元正極極片、電解液、負(fù)極極片、外殼;步驟3,將三元正極極片以1-5cm的厚度平鋪于耐高溫網(wǎng)帶上,控制網(wǎng)帶以5~50Hz頻率持續(xù)振動(dòng),同時(shí)控制氣體以1~500m3/h流速由下至上通過網(wǎng)帶網(wǎng)孔;在保持網(wǎng)帶振動(dòng)、網(wǎng)帶網(wǎng)孔有氣體流通的條件下,將三元正極極片在100~300℃預(yù)干燥10~60分鐘后,繼續(xù)在380~520℃燒結(jié)10~60分鐘,收集三元正極材料粉末Ⅰ;步驟4,將三元正極材料粉末Ⅰ依次篩除碎裂鋁箔和電磁除鐵,得到三元正極材料粉末Ⅱ,然后取樣檢測(cè)三元正極材料粉末Ⅱ中Li、Co、Ni、Mn、Al的含量;步驟5,將三元正極材料粉末Ⅱ放入高能球磨機(jī)內(nèi)在球料比為1:1~3、球磨轉(zhuǎn)速300~800r/min的條件下球磨1~24h,得到三元正極材料粉末Ⅲ;步驟6,制備三元前驅(qū)體材料;步驟6.1,利用三元正極材料粉末Ⅲ配制三元液:把三元正極粉末放入pH值3.5~5.0的弱酸性溶液中活化反應(yīng)0.5~10h,過濾得到過濾溶液和濾渣,濾渣用熱純水洗滌至洗水pH值6.5~7.5,過濾溶液補(bǔ)加硫酸鎳、硫酸錳和硫酸鈷晶體,配制成Ni:Co:Mn=(1-x-y):x:y;x=0.1~0.33,y=0.1~0.33的摩爾比的三元溶液;步驟6.2,配制堿性三元正極材料底料溶液:將步驟6.1中濾渣,投入三元前驅(qū)體合成反應(yīng)釜內(nèi),濾渣投入量與反應(yīng)釜體積關(guān)系為100~300kg/M3;再往反應(yīng)釜內(nèi)補(bǔ)加純水、液堿和氨水配制成pH值10.0~11.5、氨濃度3~10g/l的堿性溶液;步驟6.3,制備三元前驅(qū)體材料:密封上述反應(yīng)釜,通入氮?dú)饣驓鍤舛栊詺怏w把釜內(nèi)空氣排凈,攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)到100~160r/min;將步驟6.1中配制的三元溶液、20~32wt%的氫氧化鈉溶液、10~20wt%的氨水溶液三者按三元溶液100~200l/h、液堿30~45l/h、氨水2~10l/h加入上述反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng),將反應(yīng)釜內(nèi)溫度控制在45~65℃、通過調(diào)節(jié)氫氧化鈉溶液通入反應(yīng)釜的流量和氨水通入反應(yīng)釜的流量使pH值控制在10.0~11.5、反應(yīng)母液中氨濃度3~10g/l,連續(xù)反應(yīng)10~50h,得到三元前驅(qū)體,待三元前驅(qū)體粒徑D50達(dá)到5~11μm時(shí)停止反應(yīng),過濾、洗滌、干燥,得到三元前驅(qū)體材料;步驟7,將步驟6制備的三元前驅(qū)體材料按Li:M:Al=(1~1.05):(1﹣x):x,x=0.001~0.2補(bǔ)充Li和Al元素,M為Ni、Co、Mn總金屬量,在純氧氣氛下600~1000℃焙燒10~24h,得到修復(fù)再生三元正極材料。上述步驟3中,三元正極極片以3cm的厚度平鋪于耐高溫網(wǎng)帶上。上述步驟3中,網(wǎng)帶振動(dòng)器控制網(wǎng)帶以50Hz頻率持續(xù)振動(dòng),振動(dòng)器的振動(dòng)電機(jī)采用變頻電機(jī);同時(shí)通過進(jìn)氣裝置控制氣體以20m3/h的流速由下至上通過網(wǎng)帶網(wǎng)孔,進(jìn)氣裝置為鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī)。上述步驟3中,網(wǎng)帶振動(dòng)器控制網(wǎng)帶以25Hz頻率持續(xù)振動(dòng),振動(dòng)器的振動(dòng)電機(jī)采用變頻電機(jī);同時(shí)通過進(jìn)氣裝置控制氣體以10m3/h的流速由下至上通過網(wǎng)帶網(wǎng)孔,進(jìn)氣裝置為鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī)。上述步驟3中,三元正極極片在200℃預(yù)干燥30分鐘后,繼續(xù)在450℃燒結(jié)30分鐘。上述步驟6.1中,弱酸性溶液為稀鹽酸或稀硫酸;上述步驟7中,將步驟6制備的三元前驅(qū)體材料按Li:M:Al=1.05:0.8:0.2的摩爾比補(bǔ)充Li元素和Al元素,M為Ni、Co、Mn總金屬量。上述步驟7中,將步驟6制備的三元前驅(qū)體材料按Li:M:Al=1:0.99:0.01的摩爾比補(bǔ)充Li元素和Al元素,M為Ni、Co、Mn總金屬量。上述步驟7中,將步驟6制備的三元前驅(qū)體材料按Li:M:Al=1.02:0.999:0.001的摩爾比補(bǔ)充補(bǔ)充Li元素和Al元素,M為Ni、Co、Mn總金屬量。上述步驟中,通過加入碳酸鋰補(bǔ)充Li元素、通過加入氧化鋁補(bǔ)充Al元素。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:潔凈拆解廢舊鋰離子電池,不引入雜質(zhì)。正極片在步驟3的氣流燒結(jié)過程中快速脫除粘結(jié)劑,正極片在超聲振動(dòng)作用下,正極材料粉末與鋁箔分離,避免了正極片過燒結(jié)現(xiàn)象,防止鋁箔碎裂,有效提高了鋁與正極材料粉末的分離程度,鋁的分離率達(dá)到99.5%以上(測(cè)量結(jié)果顯示,步驟4中回收的三元正極材料粉末Ⅱ中Al(wt.%)含量均小于0.5%),鋁的分離率根據(jù)1-Al(wt.%)計(jì)算得到。分離出的正極材料經(jīng)高能球磨細(xì)化活化,球磨后的三元材料在弱酸作用下,顆粒表面酸腐蝕,形成許多微孔,增加了顆粒的比表面積,在后續(xù)堿性條件下合成時(shí),鎳鈷錳可在其多孔表面繼續(xù)生長(zhǎng),而不會(huì)形成新的晶核,形成氫氧化鎳鈷錳包裹的三元前驅(qū)體材料,其調(diào)漿涂布性能和電化學(xué)性能得到修復(fù)。附圖說明圖1為實(shí)例1、2、3、4中得到的材料的循環(huán)性能圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1步驟1,將廢舊鋰離子電池的表面清洗干凈、將電池放入氯化鈉溶液中放電,按正極材料規(guī)格鈷酸鋰、鎳鈷錳三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等進(jìn)行分類,分選出鎳鈷錳三元電池;步驟2,潔凈拆解上述分類好的鎳鈷錳三元電池,分選出三元正極極片、電解液、負(fù)極極片、外殼,具體操作為先把電池剖開,取出電芯,再把電芯正負(fù)極、隔膜分類;步驟3,取上述分選的三元正極極片100Kg以5cm的厚度平鋪于耐高溫網(wǎng)帶上,通過網(wǎng)帶振動(dòng)器控制網(wǎng)帶以50Hz頻率持續(xù)振動(dòng),振動(dòng)器的振動(dòng)電機(jī)采用變頻電機(jī),電機(jī)功率5.5Kw,電機(jī)運(yùn)行頻率50Hz;同時(shí)通過進(jìn)氣裝置控制氣體以20m3/h的流速由下至上通過網(wǎng)帶網(wǎng)孔,進(jìn)氣裝置為鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī),網(wǎng)孔孔徑為10mm;在保持網(wǎng)帶振動(dòng)、網(wǎng)帶網(wǎng)孔有氣體流通的條件下,網(wǎng)帶在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的帶動(dòng)下進(jìn)入溫度控制在100℃的第一控溫區(qū),三元正極極片在100℃預(yù)干燥60分鐘;隨后,網(wǎng)帶在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的帶動(dòng)下進(jìn)入溫度控制在380℃的第二控溫區(qū),三元正極極片繼續(xù)在380℃燒結(jié)60分鐘;在預(yù)干燥和燒結(jié)過程中,三元正極材料粉末Ⅰ從網(wǎng)帶網(wǎng)孔脫落,收集這些三元正極材料粉末Ⅰ;步驟4,將上述收集的三元正極材料粉末Ⅰ通過超聲篩分機(jī)篩分出碎裂的鋁箔,稱量篩分出的鋁箔的總重量;然后進(jìn)行電磁除鐵,得到三元正極材料粉末Ⅱ,稱量三元正極材料粉末Ⅱ的總重量;再取樣檢測(cè)三元正極材料粉末Ⅱ中Li、Co、Ni、Mn、Al的含量,鋁分離率達(dá)到98.8%;步驟5,將三元正極材料粉末Ⅱ放入高能球磨機(jī)內(nèi)在球料比為1:3、球磨轉(zhuǎn)速300r/min的條件下球磨24h,得到三元正極材料粉末Ⅲ;步驟6,制備三元前驅(qū)體材料;步驟6.1,利用三元正極材料粉末Ⅲ配制三元液:把三元正極粉末放入pH值5.0的稀鹽酸溶液中活化反應(yīng)10h,過濾得到過濾溶液和濾渣,濾渣用熱純水洗滌至洗水pH值7.5,過濾溶液補(bǔ)加硫酸鎳、硫酸錳和硫酸鈷晶體,配制成Ni:Co:Mn=1:1:1摩爾比的三元溶液;步驟6.2,配制堿性三元正極材料底料溶液:將步驟6.1中濾渣,投入三元前驅(qū)體合成反應(yīng)釜內(nèi),濾渣投入量與反應(yīng)釜體積關(guān)系為100kg/M3;再往反應(yīng)釜內(nèi)補(bǔ)加純水、液堿和氨水配制成pH值11.5、氨濃度3g/l的堿性溶液;步驟6.3,制備三元前驅(qū)體材料:密封上述反應(yīng)釜,通入氮?dú)饣驓鍤舛栊詺怏w把釜內(nèi)空氣排凈,攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)到160r/min;將步驟6.1中配制的三元溶液、32wt%的氫氧化鈉溶液、20wt%的氨水溶液三者按三元溶液200l/h、液堿45l/h、氨水2l/h加入上述反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng),將反應(yīng)釜內(nèi)溫度控制在65℃、通過調(diào)節(jié)氫氧化鈉溶液通入反應(yīng)釜的流量和氨水通入反應(yīng)釜的流量使pH值控制在11.5、反應(yīng)母液中氨濃度3g/l,連續(xù)反應(yīng)50h,得到三元前驅(qū)體,待三元前驅(qū)體粒徑D50達(dá)到5μm時(shí)停止反應(yīng),過濾、洗滌、干燥,得到三元前驅(qū)體材料;步驟7,將步驟6制備的三元前驅(qū)體材料按Li:M:Al=(1~1.05):(1﹣x):x,x=0.001補(bǔ)充Li和Al元素,M為Ni、Co、Mn總金屬量,在純氧氣氛下1000℃焙燒24h,得到修復(fù)再生三元正極材料。實(shí)施例2步驟1,將廢舊鋰離子電池的表面清洗干凈、將電池放入氯化鈉溶液中放電,按正極材料規(guī)格鈷酸鋰、鎳鈷錳三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等進(jìn)行分類,分選出鎳鈷錳三元電池;步驟2,潔凈拆解上述分類好的鎳鈷錳三元電池,分選出三元正極極片、電解液、負(fù)極極片、外殼,具體操作為先把電池剖開,取出電芯,再把電芯正負(fù)極、隔膜分類;步驟3,取上述分選的三元正極極片100Kg以1cm的厚度平鋪于耐高溫網(wǎng)帶上,通過網(wǎng)帶振動(dòng)器控制網(wǎng)帶以5Hz頻率持續(xù)振動(dòng),振動(dòng)器的振動(dòng)電機(jī)采用變頻電機(jī),電機(jī)功率0.75Kw,電機(jī)運(yùn)行頻率5Hz;同時(shí)通過進(jìn)氣裝置控制氣體以1m3/h的流速由下至上通過網(wǎng)帶網(wǎng)孔,進(jìn)氣裝置為鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī),網(wǎng)孔孔徑為5mm;在保持網(wǎng)帶振動(dòng)、網(wǎng)帶網(wǎng)孔有氣體流通的條件下,網(wǎng)帶在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的帶動(dòng)下進(jìn)入溫度控制在300℃的第一控溫區(qū),三元正極極片在300℃預(yù)干燥10分鐘;隨后,網(wǎng)帶在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的帶動(dòng)下進(jìn)入溫度控制在520℃的第二控溫區(qū),三元正極極片繼續(xù)在520℃燒結(jié)10分鐘;在預(yù)干燥和燒結(jié)過程中,三元正極材料粉末Ⅰ從網(wǎng)帶網(wǎng)孔脫落,收集這些三元正極材料粉末Ⅰ;步驟4,將上述收集的三元正極材料粉末Ⅰ通過超聲篩分機(jī)篩分出碎裂的鋁箔,稱量篩分出的鋁箔的總重量;然后進(jìn)行電磁除鐵,得到三元正極材料粉末Ⅱ,稱量三元正極材料粉末Ⅱ的總重量;再取樣檢測(cè)三元正極材料粉末Ⅱ中Li、Co、Ni、Mn、Al的含量,鋁分離率達(dá)到97.5%;步驟5,將三元正極材料粉末Ⅱ,放入高能球磨機(jī)內(nèi)在球料比為1:1、球磨轉(zhuǎn)速800r/min的條件下球磨1h,得到三元正極材料粉末Ⅲ;步驟6,制備三元前驅(qū)體材料;步驟6.1,利用三元正極材料粉末Ⅲ配制三元液:把三元正極粉末放入pH值3.5的鹽酸性溶液中活化反應(yīng)0.5h,過濾得到過濾溶液和濾渣,濾渣用熱純水洗滌至洗水pH值6.5,過濾溶液補(bǔ)加硫酸鎳、硫酸錳和硫酸鈷晶體,配制成Ni:Co:Mn=5:2:3的摩爾比的三元溶液;步驟6.2,配制堿性三元正極材料底料溶液:將步驟6.1中濾渣,投入三元前驅(qū)體合成反應(yīng)釜內(nèi),濾渣投入量與反應(yīng)釜體積關(guān)系為300kg/M3;再往反應(yīng)釜內(nèi)補(bǔ)加純水、液堿和氨水配制成pH值10.0、氨濃度10g/l的堿性溶液;步驟6.3,制備三元前驅(qū)體材料:密封上述反應(yīng)釜,通入氮?dú)饣驓鍤舛栊詺怏w把釜內(nèi)空氣排凈,攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)到100r/min;將步驟6.1中配制的三元溶液、20wt%的氫氧化鈉溶液、10wt%的氨水溶液三者按三元溶液100l/h、液堿30l/h、氨水10l/h加入上述反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng),將反應(yīng)釜內(nèi)溫度控制在45℃、通過調(diào)節(jié)氫氧化鈉溶液通入反應(yīng)釜的流量和氨水通入反應(yīng)釜的流量使pH值控制在10.0、反應(yīng)母液中氨濃度10g/l,連續(xù)反應(yīng)10h,得到三元前驅(qū)體,待三元前驅(qū)體粒徑D50達(dá)到11μm停止反應(yīng),過濾、洗滌、干燥,得到三元前驅(qū)體材料;步驟7,將將步驟6制備的三元前驅(qū)體材料按按Li:M:Al=(1~1.05):(1﹣x):x,x=0.2補(bǔ)充Li和Al元素,M為Ni、Co、Mn總金屬量,在純氧氣氛下600~1000℃焙燒10~24h,得到修復(fù)再生三元正極材料。實(shí)施例3步驟1,將廢舊鋰離子電池的表面清洗干凈、將電池放入氯化鈉溶液中放電,按正極材料規(guī)格鈷酸鋰、鎳鈷錳三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等進(jìn)行分類,分選出鎳鈷錳三元電池;步驟2,潔凈拆解上述分類好的鎳鈷錳三元電池,分選出三元正極極片、電解液、負(fù)極極片、外殼,具體操作為先把電池剖開,取出電芯,再把電芯正負(fù)極、隔膜分類;步驟3,取上述分選的三元正極極片100Kg以3cm的厚度平鋪于耐高溫網(wǎng)帶上,通過網(wǎng)帶振動(dòng)器控制網(wǎng)帶以25Hz頻率持續(xù)振動(dòng),振動(dòng)器的振動(dòng)電機(jī)采用變頻電機(jī),電機(jī)功率2.5Kw,電機(jī)運(yùn)行頻率25Hz;同時(shí)通過進(jìn)氣裝置控制氣體以10m3/h的流速由下至上通過網(wǎng)帶網(wǎng)孔,進(jìn)氣裝置為鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī),網(wǎng)孔孔徑為8mm;在保持網(wǎng)帶振動(dòng)、網(wǎng)帶網(wǎng)孔有氣體流通的條件下,網(wǎng)帶在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的帶動(dòng)下進(jìn)入溫度控制在200℃的第一控溫區(qū),三元正極極片在200℃預(yù)干燥30分鐘;隨后,網(wǎng)帶在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的帶動(dòng)下進(jìn)入溫度控制在450℃的第二控溫區(qū),三元正極極片繼續(xù)在450℃燒結(jié)30分鐘;在預(yù)干燥和燒結(jié)過程中,三元正極材料粉末Ⅰ從網(wǎng)帶網(wǎng)孔脫落,收集這些三元正極材料粉末Ⅰ;步驟4,將上述收集的三元正極材料粉末Ⅰ通過超聲篩分機(jī)篩分出碎裂的鋁箔,稱量篩分出的鋁箔的總重量;然后進(jìn)行電磁除鐵,得到三元正極材料粉末Ⅱ,稱量三元正極材料粉末Ⅱ的總重量;再取樣檢測(cè)三元正極材料粉末Ⅱ中Li、Co、Ni、Mn、Al的含量,鋁分離率達(dá)到98.1%;步驟5,將三元正極材料粉末Ⅲ,放入高能球磨機(jī)內(nèi)在球料比為1:2球磨轉(zhuǎn)速500r/min的條件下球磨時(shí)間10h,得到三元正極材料粉末Ⅳ;步驟6,制備三元前驅(qū)體材料;步驟6.1,利用三元正極材料粉末Ⅲ配制三元液:把三元正極粉末放入pH值4.5的稀硫酸溶液中活化反應(yīng)5h,過濾得到過濾溶液和濾渣,濾渣用熱純水洗滌至洗水pH值6.5~7.5,過濾溶液補(bǔ)加硫酸鎳、硫酸錳和硫酸鈷晶體,配制成Ni:Co:Mn=3:1:1摩爾比的三元溶液;步驟6.2,配制堿性三元正極材料底料溶液:將步驟6.1中濾渣,投入三元前驅(qū)體合成反應(yīng)釜內(nèi),濾渣投入量與反應(yīng)釜體積關(guān)系為200kg/M3;再往反應(yīng)釜內(nèi)補(bǔ)加純水、液堿和氨水配制成pH值10.8、氨濃度6g/l的堿性溶液;步驟6.3,制備三元前驅(qū)體材料:密封上述反應(yīng)釜,通入氮?dú)饣驓鍤舛栊詺怏w把釜內(nèi)空氣排凈,攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)到130r/min;將步驟6.1中配制的三元溶液、28wt%的氫氧化鈉溶液、15wt%的氨水溶液三者按三元溶液150l/h、液堿40l/h、氨水6l/h加入上述反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng),將反應(yīng)釜內(nèi)溫度控制在55℃、通過調(diào)節(jié)氫氧化鈉溶液通入反應(yīng)釜的流量和氨水通入反應(yīng)釜的流量使pH值控制在10.8、反應(yīng)母液中氨濃度6g/l,連續(xù)反應(yīng)30h,得到三元前驅(qū)體,待三元前驅(qū)體粒徑D50達(dá)到10μm時(shí)停止反應(yīng),過濾、洗滌、干燥,得到三元前驅(qū)體材料;步驟7,將將步驟6制備的三元前驅(qū)體材料按按Li:M:Al=(1~1.05):(1﹣x):x,x=0.05補(bǔ)充Li和Al元素,M為Ni、Co、Mn總金屬量,在純氧氣氛下600℃焙燒24h,得到修復(fù)再生三元正極材料。實(shí)施例4(對(duì)比實(shí)施例)步驟1,將廢舊鋰離子電池的表面清洗干凈、將電池放入氯化鈉溶液中放電,按正極材料規(guī)格鈷酸鋰、鎳鈷錳三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等進(jìn)行分類,分選出鎳鈷錳三元電池;步驟2,潔凈拆解上述分類好的鎳鈷錳三元電池,分選出三元正極極片、電解液、負(fù)極極片、外殼,具體操作為先把電池剖開,取出電芯,再把電芯正負(fù)極、隔膜分類;步驟3,取上述分選的三元正極極片100Kg以5cm的厚度平鋪于耐高溫網(wǎng)帶上,通過網(wǎng)帶振動(dòng)器控制網(wǎng)帶以50Hz頻率持續(xù)振動(dòng),振動(dòng)器的振動(dòng)電機(jī)采用變頻電機(jī),電機(jī)功率5.5Kw,電機(jī)運(yùn)行頻率50Hz;同時(shí)通過進(jìn)氣裝置控制氣體以20m3/h的流速由下至上通過網(wǎng)帶網(wǎng)孔,進(jìn)氣裝置為鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī),網(wǎng)孔孔徑為10mm;在保持網(wǎng)帶振動(dòng)、網(wǎng)帶網(wǎng)孔有氣體流通的條件下,網(wǎng)帶在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的帶動(dòng)下進(jìn)入溫度控制在100℃的第一控溫區(qū),三元正極極片在100℃預(yù)干燥60分鐘;隨后,網(wǎng)帶在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的帶動(dòng)下進(jìn)入溫度控制在380℃的第二控溫區(qū),三元正極極片繼續(xù)在380℃燒結(jié)60分鐘;在預(yù)干燥和燒結(jié)過程中,三元正極材料粉末Ⅰ從網(wǎng)帶網(wǎng)孔脫落,收集這些三元正極材料粉末Ⅰ;步驟4,將上述收集的三元正極材料粉末Ⅰ通過超聲篩分機(jī)篩分出碎裂的鋁箔,稱量篩分出的鋁箔的總重量;然后進(jìn)行電磁除鐵,得到三元正極材料粉末Ⅱ,稱量三元正極材料粉末Ⅱ的總重量;再取樣檢測(cè)三元正極材料粉末Ⅱ中Li、Co、Ni、Mn、Al的含量,鋁分離率達(dá)到96.5%;步驟5,將三元正極材料粉末Ⅱ放入高能球磨機(jī)內(nèi)在球料比為1:3、球磨轉(zhuǎn)速300r/min的條件下球磨24h,得到三元正極材料粉末Ⅲ;步驟6,將步驟5得到的三元正極材料粉末Ⅲ按Li:M:Al=(1~1.05):(1﹣x):x,x=0.001補(bǔ)充Li和Al元素,M為Ni、Co、Mn總金屬量,在純氧氣氛下1000℃焙燒24h,得到修復(fù)再生三元正極材料。廢舊電池拆解回收得到的三元正極材料粉末Ⅱ,因在不斷充放電使用過程中,有一部分顆粒破裂成細(xì)小顆粒,顆粒分布變寬,如果不進(jìn)行顆粒修復(fù),再生利用制作電池調(diào)漿涂布性能差,涂層厚薄不均,影響電池性能。實(shí)施例1、2、3通過對(duì)回收得到的三元正極材料粉末Ⅱ球磨成顆粒均勻的超細(xì)三元正極材料粉末Ⅲ;三元正極材料粉末Ⅲ在弱酸性下將鋁粉末溶解、將三元正極材料表面侵蝕,形成高活性高分散性的三元正極材料,三元正極材料做為成核劑合成修復(fù)成顆粒均勻的球形三元前驅(qū)體材料,調(diào)漿涂布性能和電化學(xué)性能得到修復(fù)。表1采用馬爾文激光粒度儀測(cè)量的材料粒徑分布D(0.1)(um)D(0.5)(um)D(0.9)(um)實(shí)例1最終材料2.9365.0127.362實(shí)例2最終材料5.94810.18513.925實(shí)例3最終材料7.04111.09215.036實(shí)例4最終材料0.3680.6781.021在同等量的溶劑和粘結(jié)劑的條件下,顆粒越小,涂布調(diào)得的漿料越粘稠,在極片相同質(zhì)量的條件下,極片越厚,極片的電子、離子傳導(dǎo)越難,導(dǎo)致材料的電化學(xué)性能越差。分離出的正極材料經(jīng)高能球磨細(xì)化活化,球磨后的三元材料在弱酸作用下,顆粒表面被酸腐蝕,形成許多微孔,增加了顆粒的比表面積,在后續(xù)堿性條件下合成時(shí),鎳鈷錳可在其多孔表面繼續(xù)生長(zhǎng),而不會(huì)形成新的晶核,形成氫氧化鎳鈷錳包裹的三元前驅(qū)體材料。對(duì)上述實(shí)施例中制備的修復(fù)再生三元正極材料的循環(huán)性能進(jìn)行了測(cè)試。采用制作電池的常規(guī)技術(shù)和方法將正極材料組裝成電池:正極材料與粘結(jié)劑混合,涂膜、切片、組裝成電池,正極構(gòu)造:鈷酸鋰+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(鋁箔);電池在2.75-4.35V電壓范圍內(nèi),0.1C測(cè)試。圖1中,曲線1、2、3、4為實(shí)施例1、2、3、4制備的修復(fù)再生三元的循環(huán)性能圖,對(duì)比4條循環(huán)性能曲線,可知實(shí)施例1-4制備的修復(fù)再生三元正極材料組裝的電池,循環(huán)次數(shù)為20時(shí),比容量分別達(dá)到144mAh/g、147mAh/g、155mAh/g、138mAh/g(參見圖1中曲線1、2、3、4)。當(dāng)前第1頁1 2 3 
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