CN108963375A - 一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法 - Google Patents
一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108963375A CN108963375A CN201810883167.5A CN201810883167A CN108963375A CN 108963375 A CN108963375 A CN 108963375A CN 201810883167 A CN201810883167 A CN 201810883167A CN 108963375 A CN108963375 A CN 108963375A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oxygen
- positive electrode
- plasma
- positive
- material recovery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 28
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 6
- 229910012528 LiNi0.4Co0.4Mn0.2O2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910002991 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910015872 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 229910001228 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 (NCM 111) Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 3
- 239000012458 free base Substances 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- OVAQODDUFGFVPR-UHFFFAOYSA-N lithium cobalt(2+) dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Mn](=O)(=O)([O-])[O-].[Co+2] OVAQODDUFGFVPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及锂离子电池资源化利用领域，具体为一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法：将电池正极片置于充满氧气的反应室内；用脉宽160ns、脉冲能量990～1030mJ、重复频率65Hz的激光以70～76cm2/min的速度照射电池正极片；正极材料由于吸收激光的能量形成了急剧膨胀的等离子体而产生冲击波，冲击波使得正极材料从正极片表面被剔除，从而实现正极材料回收的目的；同时氧气分子在等离子体的催化作用下生成了大量的原子氧及超氧阴离子自由基，其不仅能够将正极材料中的有机粘结剂分解，还能够对正极材料起到活化再生的作用。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池资源化利用领域，具体为一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法。
背景技术
电池作为一种将化学能直接转化为电能的装置，在国民经济和国防工业中的地位十分重要。近年来，随着能源需求的增加、电子市场及电动车市场的不断发展，锂离子电池由于其安全、环保、高比能量和良好的电化学性能等优势而受到了人们越来越多的青睐。
其中，镍钴锰酸锂三元正极材料作为一种新型锂离子电池正极材料，以其特有的低成本、高性能、轻污染等优点已逐步取代钴酸锂正极材料，被认为是锂离子电池正极材料重点发展的产品之一。
因此，发展废旧三元电池的回收技术，不仅具有广阔的市场前景，而且对于环境保护、节约能源、资源的循环利用具有十分重要的社会和经济意义。
发明内容
本发明的目的是为了回收三元电池正极材料中的钴、镍、锰、锂，实现对废旧三元电池的资源化利用。
本发明的技术方案如下：对废旧三元电池进行放电、拆解，取出电池正极片；将电池正极片一字排开置于反应室内；反应室内通入一定量氧气；用脉宽160ns、脉冲能量990～1030mJ、重复频率65Hz的激光以70～76cm2/min的速度照射电池正极片；激光所携带的能量被正极片表面的正极材料吸收，大量的能量吸收使得正极片表面形成了急剧膨胀的等离子体而产生冲击波，冲击波使得正极材料从正极片表面被剔除，从而实现正极材料(LiNil/ 3Col/3Mnl/3O2、LiNi0.4Co0.4Mn0.2O2以及LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2或者LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)回收的目的；同时氧气分子在等离子体的催化作用下生成了大量的原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，不仅能够将正极材料中的有机粘结剂分解，还能够对正极材料起到活化再生的作用。
其中：需要对三元电池进行放电、拆解预处理，取出电池正极片。
其中：反应室内需通入一定量氧气。
其中：用脉宽160ns、脉冲能量990～1030mJ、重复频率65Hz的激光以70～76cm2/min的速度照射电池正极片。
其中：激光所携带的能量被覆盖在正极片表面的正极材料所吸收，从而形成了急剧膨胀的等离子体而产生冲击波，冲击波使得正极材料从正极片表面被剔除。
其中：氧气分子在等离子体的催化作用下生成了大量的原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，不仅能够将正极材料中的有机粘结剂分解，还能够对正极材料起到活化再生的作用。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)对废旧三元电池进行放电、拆解，取出电池正极片。
(2)将电池正极片一字排开置于反应室内，反应室内通入一定量氧气。
(3)用脉宽160ns、脉冲能量990mJ、重复频率65Hz的激光以70cm2/min的速度照射电池正极片。
(4)激光所携带的能量被正极片表面的正极材料吸收，大量的能量吸收使得正极片表面形成了急剧膨胀的等离子体而产生冲击波，冲击波使得正极材料从正极片表面被剔除，从而实现正极材料(LiNil/3Col/3Mnl/3O2、LiNi0.4Co0.4Mn0.2O2以及LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2或者LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)回收的目的。
(5)氧气分子在等离子体的催化作用下生成了大量的原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，不仅能够将正极材料中的有机粘结剂分解，还能够对正极材料起到活化再生的作用。
实施例2：
(1)对废旧三元电池进行放电、拆解，取出电池正极片。
(2)将电池正极片一字排开置于反应室内，反应室内通入一定量氧气。
(3)用脉宽160ns、脉冲能量1030mJ、重复频率65Hz的激光以76cm2/min的速度照射电池正极片。
(4)激光所携带的能量被正极片表面的正极材料吸收，大量的能量吸收使得正极片表面形成了急剧膨胀的等离子体而产生冲击波，冲击波使得正极材料从正极片表面被剔除，从而实现正极材料(LiNil/3Col/3Mnl/3O2、LiNi0.4Co0.4Mn0.2O2以及LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2或者LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)回收的目的。
(5)氧气分子在等离子体的催化作用下生成了大量的原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，不仅能够将正极材料中的有机粘结剂分解，还能够对正极材料起到活化再生的作用。
Claims (6)
1.本发明提供了一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法，其特征在于：对废旧三元电池进行放电、拆解，取出电池正极片；将电池正极片一字排开置于反应室内；反应室内通入一定量氧气；用脉宽160ns、脉冲能量990～1030mJ、重复频率65Hz的激光以70～76cm2/min的速度照射电池正极片；激光所携带的能量被正极片表面的正极材料吸收，大量的能量吸收使得正极片表面形成了急剧膨胀的等离子体而产生冲击波，冲击波使得正极材料从正极片表面被剔除，从而实现正极材料(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.4Co0.4Mn0.2O2以及LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2或者LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)回收的目的；同时氧气分子在等离子体的催化作用下生成了大量的原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，不仅能够将正极材料中的有机粘结剂分解，还能够对正极材料起到活化再生的作用。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法，其特征在于：需要对三元电池进行放电、拆解预处理，取出电池正极片。
3.根据权利要求1所述的一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法，其特征在于：反应室内需通入一定量氧气。
4.根据权利要求1所述的一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法，其特征在于：用脉宽160ns、脉冲能量990～1030mJ、重复频率65Hz的激光以70～76cm2/min的速度照射电池正极片。
5.根据权利要求1所述的一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法，其特征在于：激光所携带的能量被覆盖在正极片表面的正极材料所吸收，从而形成了急剧膨胀的等离子体而产生冲击波，冲击波使得正极材料从正极片表面被剔除。
6.根据权利要求1所述的一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法，其特征在于：氧气分子在等离子体的催化作用下生成了大量的原子氧及超氧阴离子自由基，其具有极强的氧化能力，不仅能够将正极材料中的有机粘结剂分解，还能够对正极材料起到活化再生的作用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810883167.5A CN108963375A (zh) | 2018-07-24 | 2018-07-24 | 一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810883167.5A CN108963375A (zh) | 2018-07-24 | 2018-07-24 | 一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108963375A true CN108963375A (zh) | 2018-12-07 |
Family
ID=64467436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810883167.5A Pending CN108963375A (zh) | 2018-07-24 | 2018-07-24 | 一种等离子体联合氧气的三元电池正极材料回收方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108963375A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111342163A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-06-26 | 江西省科学院应用物理研究所 | 一种废旧锂电池正极活性材料的回收方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103151519A (zh) * | 2013-02-22 | 2013-06-12 | 同济大学 | 一种超声场强化下氧化剂辅助修复失效钴酸锂材料方法 |
| CN105186059A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-23 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 失效方形锂离子电池负极石墨材料的回收再利用方法 |
| CN107919508A (zh) * | 2016-10-11 | 2018-04-17 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用废旧锂离子电池再制造正极材料的方法 |
| CN108011148A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-08 | 河南小威环境科技有限公司 | 一种从废旧锂离子电池回收金属的方法 |
| CN108199107A (zh) * | 2018-01-03 | 2018-06-22 | 娈疯 | 一种以等离子体技术回收三元电池正极材料的方法 |
-
2018
- 2018-07-24 CN CN201810883167.5A patent/CN108963375A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103151519A (zh) * | 2013-02-22 | 2013-06-12 | 同济大学 | 一种超声场强化下氧化剂辅助修复失效钴酸锂材料方法 |
| CN105186059A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-23 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 失效方形锂离子电池负极石墨材料的回收再利用方法 |
| CN107919508A (zh) * | 2016-10-11 | 2018-04-17 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种利用废旧锂离子电池再制造正极材料的方法 |
| CN108011148A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-08 | 河南小威环境科技有限公司 | 一种从废旧锂离子电池回收金属的方法 |
| CN108199107A (zh) * | 2018-01-03 | 2018-06-22 | 娈疯 | 一种以等离子体技术回收三元电池正极材料的方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111342163A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-06-26 | 江西省科学院应用物理研究所 | 一种废旧锂电池正极活性材料的回收方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Enhancement in liberation of electrode materials derived from spent lithium-ion battery by pyrolysis | |
| CN105428745B (zh) | 一种废旧锂离子动力电池无害化综合回收利用方法 | |
| Niu et al. | Advances and challenges in anode graphite recycling from spent lithium-ion batteries | |
| CN102751548B (zh) | 一种从磷酸铁锂废旧电池中回收制备磷酸铁锂的方法 | |
| CN106816663B (zh) | 一种废旧锂离子电池高效安全放电的方法 | |
| Yi et al. | Technology for recycling and regenerating graphite from spent lithium-ion batteries | |
| CN114606386B (zh) | 一种废弃锂电池磨浸回收钴和锂的工艺 | |
| CN108199107A (zh) | 一种以等离子体技术回收三元电池正极材料的方法 | |
| CN106976852A (zh) | 一种废旧电池中磷酸铁锂材料的绿色修复再生技术 | |
| Zhao et al. | Recycling technology and principle of spent lithium-ion battery | |
| Wang et al. | A moving urban mine: The spent batteries of electric passenger vehicles | |
| CN102856610A (zh) | 一种报废锂离子电池的回收预处理方法 | |
| CN102170036A (zh) | 一种磷酸亚铁锂正极材料的回收方法 | |
| CN112271349A (zh) | 一种锂离子正极再利用的方法和再利用锂离子正极材料 | |
| CN106992328B (zh) | 废旧磷酸铁锂正极材料在铁镍电池中资源化再利用的方法 | |
| CN105098280B (zh) | 一种从废旧锂离子电池中回收集流体的方法 | |
| Niu et al. | Recycling hazardous and valuable electrolyte in spent lithium-ion batteries: Urgency, progress, challenge, and viable approach | |
| CN109037821A (zh) | 一种等离子体联合臭氧的三元电池正极材料回收方法 | |
| CN108736091A (zh) | 一种锂电池的拆解回收工艺 | |
| Song et al. | Advancing recycling of spent lithium-ion batteries: From green chemistry to circular economy | |
| Jafari et al. | A facile chemical-free cathode powder separation method for lithium ion battery resource recovery | |
| CN103280611A (zh) | 一种磷酸铁锂电池负极废片回收方法 | |
| CN111900507A (zh) | 一种退役磷酸铁锂电池的回收方法 | |
| Zhang et al. | The Foreseeable Future of Spent Lithium-Ion Batteries: Advanced Upcycling for Toxic Electrolyte, Cathode, and Anode from Environmental and Technological Perspectives | |
| Wu et al. | Corrosion behavior and corrosion inhibition performance of spent lithium-ion battery during discharge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20191122 Address after: 210000 No. 368 zhe Ning Road, Lishui Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu Applicant after: Nanjing Infinite Power Technology Co.,Ltd. Address before: 210018, room 50, 704 Cheng Yin Street, Xuanwu District, Jiangsu, Nanjing Applicant before: Yin Heng |
|
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20211129 Address after: Room 704, Chengxian building, No. 50, Chengxian street, Xuanwu District, Nanjing, Jiangsu 210018 Applicant after: Yin Heng Address before: 210000 Zhening East Road 368, Lishui Economic Development Zone, Nanjing City, Jiangsu Province Applicant before: Nanjing Infinite Power Technology Co.,Ltd. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181207 |