CN109065997A - 一种等离子体联合水蒸气的三元电池正极材料回收方法 - Google Patents
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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水蒸气的三元电池正极材料回收方法：将电池正极片置于充满水蒸气的反应室内；用脉宽110ns、脉冲能量1540～1600mJ、重复频率80Hz的激光以110～115cm2/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；同时水分子在等离子体的催化作用下生成了大量的羟基自由基，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水蒸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水蒸气；用脉宽110ns、脉冲能量1540～1600mJ、重复频率80Hz的激光以110～115cm2/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；同时水分子在等离子体的催化作用下生成了大量的羟基自由基，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水蒸气。
其中：用脉宽110ns、脉冲能量1540～1600mJ、重复频率80Hz的激光以110～115cm2/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：水分子在等离子体的催化作用下生成了大量的羟基自由基，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水蒸气。
(3)用脉宽110ns、脉冲能量1540mJ、重复频率80Hz的激光以110cm2/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(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。
(5)水分子在等离子体的催化作用下生成了大量的羟基自由基，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水蒸气。
(3)用脉宽110ns、脉冲能量1600mJ、重复频率80Hz的激光以115cm2/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(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。
(5)水分子在等离子体的催化作用下生成了大量的羟基自由基，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水蒸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水蒸气；用脉宽110ns、脉冲能量1540～1600mJ、重复频率80Hz的激光以110～115cm2/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；同时水分子在等离子体的催化作用下生成了大量的羟基自由基，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水蒸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水蒸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水蒸气。
4.根据权利要求1所述的一种等离子体联合水蒸气的三元电池正极材料回收方法，其特征在于：用脉宽110ns、脉冲能量1540～1600mJ、重复频率80Hz的激光以110～115cm2/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水蒸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水蒸气的三元电池正极材料回收方法，其特征在于：水分子在等离子体的催化作用下生成了大量的羟基自由基，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。
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