CN109326843B - 一种废旧电池正极材料回收再利用工艺 - Google Patents
一种废旧电池正极材料回收再利用工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种废旧电池正极材料回收再利用工艺，将废旧锂电池进行彻底放电，之后在惰性气体保护下进行一级破碎，破碎后风选除掉隔膜纸，之后低温热解，然后分选分别除去铁料和铝料，再次粉碎获得电极粉，根据电极粉物相组成确定浮选药剂制度，在浮选槽中进行浮选，将浮选槽槽底产品过滤、烘干得到正极材料；根据正极材料的Li/M比，计算出需要补加的锂源粉末，将水溶性分散剂和锂源粉末与水混合配置成混合溶液；将待修复的正极材料加入混合溶液中在高温高压蒸煮活化，然后在常压下蒸干，得到均匀的混合物粉体，将混合物粉体有氧下焙烧得到再生修复的锂离子电池正极材料。本发明修复成本低廉，修复后活性高，具有较大推广应用价值。
Description
技术领域
本发明属于电池领域，涉及一种电池回收技术，具体涉及一种废旧电池正极材料回收再利用工艺，包括电极粉回收工艺、电极粉浮选除碳工艺和正极材料再生修复工艺。
背景技术
新能源产业是我国重点发展的主导产业，据《中国新能源汽车动力电池产业发展报告（2018）》显示，我国新能源汽车动力电池的产销量持续快速增长，我国也成为了目前世界上最大的新能源汽车增量市场。随着新能源汽车的入市，大量的汽车动力电池在使用后需要得到有效的回收再利用，预计在2020年我国需要回收再利用的动力电池总量在12万吨到17万吨。目前，我国新能源电池回收利用率不到2%，大量废弃电池没有得到有效地回收再利用。大量的废弃电池不能得到有效管控，其中的正极材料富含的重金属离子将会带来巨大的环境污染风险，污染土壤和水域。另外，锂离子电池正极材料的主要成分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和镍钴锰三元正极材料等，伴随锂离子动力电池市场的扩大，就需要大量地开采使用钴、镍等有色金属。废弃电池正极材料的回收再生可以大幅度节约矿产资源，对于缓解我国钴、镍金属矿产资源紧缺问题具有十分重要的战略意义。综上所述，对锂离子正极材料的回收利用一方面缓解重金属离子对环境的污染，另外一面也能节约矿产资源，缓解我国钴、镍有色金属矿产资源紧缺的局面。
目前，正极材料的回收修复再利用技术方面得到了较多的关注，相关技术主要以湿法冶金技术和高温火法为主。例如申请号为201610655649.6的专利《废旧电池正极材料的再生修复方法》公开了一种将待修复的正极材料加入混有锂源的水溶液后，进行煅烧再生的方法。申请号为201810055039.1的专利《一种废旧锂离子电池正极材料修复方法》公开了一种针对废旧锂离子电池中电解液、正极材料粘接剂、正极材料和正极集流体之间材质上的差异进行回收修复利用技术。上述技术将目光注意到正极材料上，但是确忽视了正极材料中以石墨形式存在的碳源，在正极材料的修复再利用前如何将碳脱除是一个值得关注的问题。在正极材料的修复再利用前有效脱除石墨形式的碳能够提高正极材料的修复再利用火化和湿法冶金过程的效率，具有较为重要的技术价值。
废旧锂离子电池中的正极材料在经过多次充放电后，可能出现Li/M(M为Ni、Co、Mn中的一种或几种)比值下降现象，需要重新补加锂源(碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂、氯化锂等)。相对于常规合成正极材料的方法，由于该条件下重新补锂量较少，在机械混料过程中两者混匀度很难保证，直接影响到烧结过程中碳酸锂对正极材料的浸润性，导致局部锂浓度偏高等现象，进而影响到再生后的正极材料的电化学性能。在锂离子长期循环脱嵌过程中，正极材料的结构会出现一定程度的改变，导致部分锂离子不能回到材料原有的结构位置，导致正极材料锂缺失和容量下降。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足，本发明的一个目是提供一种电池破切分选工艺解决现有技术中废旧电池丢弃、环境污染严重、回收技术不成熟，成本高昂的问题；本发明另一个目的是解决现有技术中正极材料再生过程中负极碳含量高，无法分离对再生效果造成影响的问题，本发明还有一个目的是提高碳粉浮选去除的效率，提高后续再生修复的正极材料质量；本发明还有一个目的是提供一种新的废旧电池正极材料再生修复工艺路线和方法，该方法成本低廉，修复效果好，可以有效的将废旧电池正极材料进行再利用。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：包括电极粉回收工艺、电极粉浮选除碳工艺和正极材料再生修复工艺；
电极粉回收工艺包括以下步骤：
步骤1.1、将废旧锂电池进行彻底放电，之后在惰性气体保护下进行一级破碎；
步骤1.2、一级破碎后废旧锂电池进行烘干，然后风选除掉隔膜纸；
步骤1.3、除掉隔膜纸后在回转窑内300-600℃下无氧环境低温热解；
步骤1.4、热解之后通过磁选和涡电流分选分别除去铁料和铝料；
步骤1.5、对分选后的破碎电池材料进行再次粉碎，筛分得到符合浮选要求的电极粉；
电极粉浮选除碳工艺包括以下步骤：
步骤2.1、通过化学多元素和物相分析确定上述电极粉中各化学成分的含量以及碳的物相组成；
步骤2.2、根据化学成分及物相分析结果确定浮选药剂制度，配置好分散剂、起泡剂及捕收剂溶液备用；
步骤2.3、称量一定质量的上述电极粉置入浮选机的浮选槽，加入蒸馏水和分散剂后搅拌，混合均匀，形成浮选母液；
步骤2.4、将上述浮选母液置于常温环境中，依次加入捕收剂、起泡剂并迅速充入空气，形成一定厚度的泡沫层；
步骤2.5、刮去泡沫层，将浮选槽槽底产品过滤、烘干得到正极材料；
正极材料再生修复工艺包括以下步骤：
步骤3.1、通过化学分析测定上述正极材料的Li/M比，称量出需要补加的锂源粉末，然后计算出所述待修复的正极材料和所述锂源粉末的总重；
步骤3.2、根据所述总重，称量出的水溶性分散剂，将该水溶性分散剂和锂源粉末与水混合配置成混合溶液；
步骤3.3、将待修复的正极材料加入混合溶液中，在充分搅拌条件下高温高压蒸煮活化一定时间，然后在常压下蒸干，得到均匀的混合物粉体；
步骤3.4、将上述混合物粉体在800~1000℃条件有氧下焙烧3~12h，得到再生修复的锂离子电池正极材料。
作为改进，所述步骤1.1中，将废旧锂电池置于导电盐溶液中进行彻底放电，放电后采用剪切破碎机，在高纯氮气保护下一级破碎。
作为改进，所述步骤1.3中，回转窑分为预热段、热解段和降温段，预热段温度为100-300℃，预热时间10-30分钟；热解段温度为300-600℃，热解时间为10-60分钟；冷却段温度为100-300℃，冷却时间为10-30分钟。
作为改进，所述电极粉回收工艺中，一级破碎、烘干、风选除掉隔膜纸和低温热解四个步骤中的废气通过管道连接集中焚烧处理。
作为改进，所述步骤1.5中，粉碎包括锤片破碎和气流破碎，首先采用采用锤片破碎机对分选后的破碎电池材料进行二级破碎，通过60-100目筛网筛分得到一次筛选电极粉，之后将一次筛选电极粉进行气流破碎，然后通过120-300目筛网筛分得到符合浮选要求的电极粉。
作为改进，所述步骤2.2中，所述分散剂为聚乙二醇、六偏磷酸钠、碳酸钠及乙醚中的任意一种或几种组合；所述捕收剂为黄药、煤油、酒石酸及草酸中任意一种或几种组合；所述起泡剂为松醇油和或MIBC。
作为改进，所述步骤2.3中，母液中，电极粉与蒸馏水的固液比为质量比1:2.5-1:8。
作为改进，所述步骤2.4中，常温环境的温度范围为14℃-28℃，所述泡沫层的厚度为5mm至25mm。
作为改进，所述步骤3.1中，M指镍钴锰金属元素中的一种或几种，所述标准Li/M比为1.02~1.05，需要补加的锂源粉末的量按每摩尔M补加N摩尔的锂计算，N=所述标准Li/M比-所述测定出的Li/M比。
作为改进，步骤3.2中，分散剂为聚丙烯酸铵、聚乙二醇和异丙醇中的一种或几种组合，所述分散剂的用量为所述待修复的正极材料和所述锂源粉末的总重的0.5%~1%，所述混合溶液的液固比为5:1~10:1。
作为改进，所述步骤3.3中，所述高温高压蒸煮活化温度为150~300℃，对应的压力为0.38-8.48 M pa，时间为2~6h。
本发明还提供一种废旧电池正极材料回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.1、将废旧锂电池进行彻底放电，之后在惰性气体保护下进行一级破碎；
步骤1.2、一级破碎后废旧锂电池进行烘干，然后风选除掉隔膜纸；
步骤1.3、除掉隔膜纸后在回转窑内300-600℃下无氧环境低温热解；
步骤1.4、热解之后通过磁选和涡电流分选分别除去铁料和铝料；
步骤1.5、对分选后的破碎电池材料进行再次粉碎，筛分得到符合浮选要求的电极粉。
作为改进，所述废旧锂电池为方形铝壳动力锂电池、软包动力锂电池和3c锂电池中的一种或几种组合。
本发明还提供一种废旧电池正极材料浮选除碳工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤2.1、通过化学多元素和物相分析确定从废旧回收的电极粉中各化学成分的含量以及碳的物相组成；
步骤2.2、根据化学成分及物相分析结果确定浮选药剂制度，配置好分散剂、起泡剂及捕收剂溶液备用；
步骤2.3、称量一定质量的上述电极粉置入浮选机的浮选槽，加入蒸馏水和分散剂后搅拌，混合均匀，形成浮选母液；
步骤2.4、将上述浮选母液置于常温环境中，依次加入捕收剂、起泡剂并迅速充入空气，形成一定厚度的泡沫层；
步骤2.5、刮去泡沫层，将浮选槽槽底产品过滤、烘干得到正极材料。
作为改进，所述正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和镍钴锰三元正极材料中的一种或几种组合。
作为改进，所述化学多元素和物相分析包括化学滴定法、XRD、原子光谱吸收法及电子显微镜中一种或者几种组合。
本发明还提供一种废旧电池正极材料再生修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤3.1、通过化学分析测定待修复正极材料的Li/M比，称量出需要补加的锂源粉末，然后计算出所述待修复的正极材料和所述锂源粉末的总重；
步骤3.2、根据所述总重，称量出的水溶性分散剂，将该水溶性分散剂和锂源粉末与水混合配置成混合溶液；
步骤3.3、将待修复的正极材料加入混合溶液中，在充分搅拌条件下高温高压蒸煮活化一定时间，然后在常压下蒸干，得到均匀的混合物粉体；
步骤3.4、将上述混合物粉体在800~1000℃条件有氧下焙烧3~12h，得到再生修复的锂离子电池正极材料。
作为改进，步骤3.4中，将所述混合物粉体置于马弗炉中，在空气气氛下，以第一速率升温至第一高温段保温一定时间，再以第二速率升温至第二高温段保温至规定时间，然后自然冷却至室温，得到已修复的正极材料，所述第一速率为8~12℃/min，所述第一高温段为700~730℃；所述第二速率为2~5℃/min，所述第二高温段为820~950 ℃。
本发明有益效果是：
本发明提供了一种从废旧锂电池电极粉回收方法，该方法在不破坏正极材料结构的同时，可确保钴镍锰锂回收率不低于98.5%，且杂质含量铜和铝介于0.1-0.5%之间，回收流程简单，尾气进行无害化处理，环保标准高。
本发明提供一种从锂离子电池废弃正极材料中浮选除碳的方法，其碳的去除率能够达到90%以上，能够为正极材料的修复与再生利用提供更好的前置条件。
本发明提供一种从锂离子电池废弃正极材料中浮选除碳的方法与燃烧除碳方法相比，具有能耗低的优势，减少了二氧化碳的排放量，而且避免了燃烧造成的不必要的锂损失。
本发明提供了一种对锂离子电池废弃正极材料再生修复方法，该方法采用一种全新的工艺路径，通过高温蒸煮的方法恢复正极材料的活性，其再生后效果好，活性恢复率高，并且相对现有技术中其他方法成本低廉。
本发明提供了一种废旧锂电池正极材料的完整回收工艺，回收过程中不仅除去各种金属杂质，还对除去了负极碳材料，再生后活性高，几乎达到新正极材料的水准，可以有效的进行资源再利用，解决目前电池污染环境，回收困难的问题，整个工艺回收正极材料纯度高，成本可控，具有实际的经济效益，适合大范围推广，以适应当下对环境保护的要求。
附图说明
图1为本发明废旧电池正极材料回收再利用工艺流程图；
图2为本发明电极粉回收工艺流程图；
图3为本发明电极粉浮选除碳工艺流程图；
图4为本发明实施例1中浮选分离所得到石墨的SEM微观形貌图；
图5为本发明实施例2中浮选分离所石墨后所得到的正极材料粉体SEM微观形貌图；
图6为本发明正极材料再生修复工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
一种废旧电池正极材料回收再利用工艺，包括电极粉回收工艺、电极粉浮选除碳工艺和正极材料再生修复工艺；
电极粉回收工艺包括以下步骤：
步骤1.1、将废旧锂电池置于导电盐溶液中进行彻底放电，放电采用浓度为3-8%的氯化钠溶液，之后在惰性气体保护下进行一级破碎，一级破碎采用剪切破碎机，用高纯氮气保护，并做好密封。剪切破碎机刀距为20-50cm，筛网尺寸在20-50cm；
步骤1.2、一级破碎后废旧锂电池进行烘干，烘干的目的在于加速挥发电解液，烘干温度为100-200摄氏度，然后风选除掉隔膜纸，风选的目的在于回收锂电池中隔膜纸，本实施例中分选设备采用负压抽吸设备和旋风分离器，通过负压风机将破切后电池中隔膜纸抽走，完成分选，携带隔膜纸的气流经过旋风分离器后，隔膜纸从旋风分离器底部落下被收集，防止隔膜纸堵塞负压风机；
步骤1.3、除掉隔膜纸后在回转窑内300-600℃下无氧环境低温热解；
（1）规格：回转窑采用内外筒双层结构，内筒为不锈钢，外筒为碳钢。长10-18米，内筒直径400-1000cm，外筒直径800-2000cm，倾斜角2-8℃。
（2）热解时间和热解温度：采用电加热方式。热解时间为30-120分钟。热解温度为200-600℃。窑体分为预热段、热解段和降温段。预热段温度为100-300℃，预热时间10-30分钟。热解段温度为300-600℃，热解时间为10-60分钟。冷却段温度为100-300℃，冷却时间为10-30分钟。
（3）连续进出料。进料和出料均采用多级插板阀进行密封控制。
（4）尾气处理：窑尾上部设置有烟气出口，窑内为微负压（-0.1kpa)。尾气进入二次燃烧室，采用天然气和热解烟气作为热源。燃烧温度不低于1100℃，燃烧时间不低于3秒。燃烧后的烟气采用急冷，烟气出口温度不高于250℃。急冷后的烟气采用布袋除尘，除尘后通过碱洗除酸，再通过活性炭吸附。可实现二恶英达标排放，粉尘排放浓度不高于10mg/Nm3。
步骤1.4、热解之后通过磁选和涡电流分选分别除去铁料和铝料，磁选设备可以选用采用RCYD永磁自卸除铁器，涡电流分选设备可以采用包括但不限于圆筒式涡电流分选机、永磁铁式涡电流分选机和直线电动机式涡电流分选机；
步骤1.5、对分选后的破碎电池材料进行再次粉碎，粉碎包括锤片破碎和气流破碎，首先采用采用锤片破碎机对分选后的破碎电池材料进行二级破碎，通过60-100目筛网筛分得到一次筛选电极粉，不限于振动筛、圆盘筛和滚筒筛；之后将一次筛选电极粉进行气流破碎，然后通过120-300目筛网筛分得到符合浮选要求的电极粉，气流粉碎机可以采用但不限于扁平式气流磨、流化床对喷式气流磨或者循环管式气流磨，具体可以采用MQW系列气流粉碎机。
该方法在不破坏正极材料结构的同时，可确保钴镍锰锂回收率不低于98.5%，且杂质含量铜和铝介于0.1-0.5%之间。
电极粉浮选除碳工艺包括以下步骤：
步骤2.1、通过化学多元素和物相分析确定从废旧回收的电极粉中各化学成分的含量以及碳的物相组成；
步骤2.2、根据化学成分及物相分析结果确定浮选药剂制度，配置好一定浓度的分散剂、起泡剂及捕收剂溶液备用；
步骤2.3、称量一定质量的锂离子电池废弃正极材料置入浮选机的浮选槽，并根据合适的固液比加入适量蒸馏水，加入分散剂后5min搅拌，混合均匀；
步骤2.4、加温，将上述混合液温度处于合理温度范围内；
步骤2.5、依次加入捕收剂、起泡剂并迅速充入一定量的空气，形成泡沫层；
步骤2.6、启动刮泡板的电机，刮泡一定时间；
步骤2.7、将泡沫产品及槽底产品过滤、烘干并称重，化验品位并计算产率、去除率，槽底产品即为浮选后的电池正极材料。
上述电极粉浮选除碳工艺中，步骤2.1中正极材料包括但不限于钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和镍钴锰三元正极材料等；且在步骤2.1中所述的正极材料化学成分及物相分析方法包括但不限于化学滴定法、XRD、原子光谱吸收法及电子显微镜等方法，其目的是为了确定浮选分离的药剂制度；步骤2.3中所述的配置的放弃正极材料的固液比为1:2.5至1:8；步骤2.4中所述的合理温度范围为14℃至28℃；步骤2.4中所述的分散剂为聚乙二醇、六偏磷酸钠；步骤2.5中所述泡沫层的厚度为5mm至25mm；步骤2.5中所述捕收剂黄药、煤油、酒石酸、草酸及其混合配比溶液，其用量20-70kg/t；步骤2.5中所述起泡剂柠为松醇油、乙醚及其混合配比溶液，其用量2-75kg/t；
电极粉浮选除碳实施例1：本实施例将对废弃Ni-Co-Mn三元锂离子电池正极材料进行浮选除碳，具体步骤如下：
SO1.通过化学多元素和物相分析确定锂离子电池废弃正极材料中各化学成分的含量以及碳的物相组成，该正极材料中含碳量21.43%，碳的主要存在形式为石墨。
SO2.配制25%浓度的聚乙二醇水溶液作为分散剂备用，另外备用煤油和草酸的1:1混合物作为捕收剂，松醇油作为起泡剂。
SO3. 称量40g的锂离子电池废弃正极材料置入浮选机的浮选槽，并按照1:3的固液比加入120g蒸馏水，加入20ml聚乙二醇水溶液作为分散剂后进行5min搅拌，混合均匀；
SO4. 启动浮选机槽体加热装置，将设置槽体混合液温度为22℃；
SO5. 依次加入3.5ml煤油在为捕收剂及2.5ml松醇油作为起泡剂，并启动充气装置；
SO6. 待其形成稳定的泡沫层后，启动刮泡板的电机，刮泡5min；
SO7.将泡沫产品及槽底产品过滤、烘干并称重，化验品位并计算产率、去除率，结果表明碳的去除率为92.16%。
电极粉浮选除碳实施例2：本实施例将对废弃Ni-Co-Mn三元锂离子电池正极材料进行浮选除碳，具体步骤如下：
SO1.采用与实施例1中完全相同废弃锂离子正极材料，含碳量21.43%；
SO2.配制25%浓度的六偏磷酸钠水溶液作为分散剂备用，另外备用煤油及酒石酸1:1混合物作为捕收剂，乙醚作为起泡剂。
SO3. 称量40g的锂离子电池废弃正极材料置入浮选机的浮选槽，并按照1:3的固液比加入120g蒸馏水，加入20ml六偏磷酸钠水溶液作为分散剂后进行5min搅拌，混合均匀；
SO4. 启动浮选机槽体加热装置，将设置槽体混合液温度为22℃；
SO5. 依次加入4ml煤油在为捕收剂及2.5ml松醇油作为起泡剂，并启动充气装置；
SO6. 待其形成稳定的泡沫层后，启动刮泡板的电机，刮泡5min；
SO7.将泡沫产品及槽底产品过滤、烘干并称重，化验品位并计算产率、去除率，结果表明碳的去除率为94.16%。
正极材料再生修复工艺包括以下步骤：
步骤3.1、通过化学分析测定上述浮选后正极材料的Li/M比，根据正常电池中Li/M比和测定出的Li/M比，以及待修复的正极材料的总量，称量出需要补加的锂源粉末，然后计算出所述待修复的正极材料和所述锂源粉末的总重；
步骤3.2、根据所述总重，称量出的水溶性分散剂，将该水溶性分散剂和锂源粉末与水混合配置成混合溶液；
步骤3.3、将待修复的正极材料加入混合溶液中，在充分搅拌条件下高温高压蒸煮活化一定时间，然后在常压下蒸干，得到均匀的混合物粉体；
步骤3.4、将上述混合物粉体在800~1000℃条件有氧下焙烧3~12h，得到再生修复的锂离子电池正极材料。
所述步骤3.1中，M指镍钴锰金属元素中的一种或几种，所述标准Li/M比为1.02~1.05，需要补加的锂源粉末的量按每摩尔M补加N摩尔的锂计算，N=所述标准Li/M比-所述测定出的Li/M比。
步骤3.2中，分散剂为聚丙烯酸铵、聚乙二醇和异丙醇中的一种或几种组合，所述分散剂的用量为所述待修复的正极材料和所述锂源粉末的总重的0.5%~1%，所述混合溶液的液固比为5:1~10:1。
所述步骤3.3中，所述高温高压蒸煮活化温度为150~300℃，具体就是将水溶性分散剂、锂源粉末、蒸馏水和正极材料粉末混合均匀放在压力容器中后加热，升温至150~300℃，对应压力容器内压力为0.38-8.48 M pa，时间为2~6h。
步骤3.4中，将所述混合物粉体置于马弗炉中，在空气气氛下，以第一速率升温至第一高温段保温一定时间，再以第二速率升温至第二高温段保温至规定时间，然后自然冷却至室温，得到已修复的正极材料，所述第一速率为8~12℃/min，所述第一高温段为700~730℃；所述第二速率为2~5℃/min，所述第二高温段为820~950 ℃。
需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的实施案例方法而非对本发明进行限制，尽管本专利公开的实施例数据可以详细说明本发明，但本专业领域的技术人员仍然可以通过同等置换、药剂混合搭配甚至是相应的工艺条件优化，而这些修改和条件优化亦不能是其技术方案脱离本发明专利的技术方案范畴的理由，本专利仍然拥有该范畴内的技术专权。
Claims (16)
1.一种废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：包括电极粉回收工艺、电极粉浮选除碳工艺和正极材料再生修复工艺；
电极粉回收工艺包括以下步骤：
步骤1.1、将废旧锂电池进行彻底放电，之后在惰性气体保护下进行一级破碎；
步骤1.2、一级破碎后废旧锂电池进行烘干，然后风选除掉隔膜纸；
步骤1.3、除掉隔膜纸后在回转窑内300-600℃下无氧环境低温热解；
步骤1.4、热解之后通过磁选和涡电流分选分别除去铁料和铝料；
步骤1.5、对分选后的破碎电池材料进行再次粉碎，筛分得到符合浮选要求的电极粉；
电极粉浮选除碳工艺包括以下步骤：
步骤2.1、通过化学多元素和物相分析确定上述电极粉中各化学成分的含量以及碳的物相组成；
步骤2.2、根据化学成分及物相分析结果确定浮选药剂制度，配置好分散剂、起泡剂及捕收剂溶液备用；
步骤2.3、称量一定质量的上述电极粉置入浮选机的浮选槽，加入蒸馏水和分散剂后搅拌，混合均匀，形成浮选母液；
步骤2.4、将上述浮选母液置于常温环境中，依次加入捕收剂、起泡剂并迅速充入空气，形成一定厚度的泡沫层；
步骤2.5、刮去泡沫层，将浮选槽槽底产品过滤、烘干得到正极材料；
正极材料再生修复工艺包括以下步骤：
步骤3.1、通过化学分析测定上述正极材料的Li/M比，称量出需要补加的锂源粉末，然后计算出所述正极材料和所述锂源粉末的总重，M指镍钴锰金属元素中的一种或几种；
步骤3.2、根据所述总重称量出的水溶性分散剂，将该水溶性分散剂和锂源粉末与水混合配置成混合溶液；
步骤3.3、将待修复的正极材料加入混合溶液中，在充分搅拌条件下高温高压蒸煮活化一定时间，然后在常压下蒸干，得到均匀的混合物粉体；
步骤3.4、将上述混合物粉体在800~1000℃条件有氧下焙烧3~12h，得到再生修复的锂离子电池正极材料。
2.如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：所述步骤1.1中，将废旧锂电池置于导电盐溶液中进行彻底放电，放电后采用剪切破碎机，在高纯氮气保护下一级破碎。
3.如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：所述步骤1.3中，回转窑分为预热段、热解段和降温段，预热段温度为100-300℃，预热时间10-30分钟；热解段温度为300-600℃，热解时间为10-60分钟；冷却段温度为100-300℃，冷却时间为10-30分钟。
4.如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：所述电极粉回收工艺中，一级破碎、烘干、风选除掉隔膜纸和低温热解四个步骤中的废气通过管道连接集中焚烧处理。
5.如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：所述步骤1.5中，粉碎包括锤片破碎和气流破碎，首先采用采用锤片破碎机对分选后的破碎电池材料进行二级破碎，通过60-100目筛网筛分得到一次筛选电极粉，之后将一次筛选电极粉进行气流破碎，然后通过120-300目筛网筛分得到符合浮选要求的电极粉。
6.如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：所述步骤2.2中，所述分散剂为聚乙二醇、六偏磷酸钠、碳酸钠及乙醚中的任意一种或几种组合；所述捕收剂为黄药、煤油、酒石酸及草酸中任意一种或几种组合；所述起泡剂为松醇油和或MIBC。
7.如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：所述步骤2.3中，母液中，电极粉与蒸馏水的固液比为1:2.5-1:8。
8.如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：所述步骤2.4中，常温环境的温度范围为14℃-28℃，所述泡沫层的厚度为5mm至25mm。
9.如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：所述步骤3.1中，电池正极材料的标准Li/M比为1.02~1.05，需要补加的锂源粉末的量按每摩尔M补加N摩尔的锂计算，N=所述标准Li/M比-所述测定出的Li/M比。
10.如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：步骤3.2中，分散剂为聚丙烯酸铵、聚乙二醇和异丙醇中的一种或几种组合，所述分散剂的用量为所述待修复的正极材料和所述锂源粉末的总重的0.5%~1%，所述混合溶液的液固比为5:1~10:1。
11. 如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：所述步骤3.3中，所述高温高压蒸煮活化温度为150~300℃，对应的压力为0.38-8.48 M pa，时间为2~6h。
12.如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：所述废旧锂电池为方形铝壳动力锂电池、软包动力锂电池和3c锂电池中的一种或几种组合。
13.如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：所述正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和镍钴锰三元正极材料中的一种或几种组合。
14.如权利要求1所述废旧电池正极材料回收再利用工艺，其特征在于：所述化学多元素和物相分析包括化学滴定法、XRD、原子光谱吸收法及电子显微镜中一种或者几种组合。
15.一种废旧电池正极材料再生修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤3.1、通过化学分析测定待修复正极材料的Li/M比，称量出需要补加的锂源粉末，然后计算出所述待修复的正极材料和所述锂源粉末的总重，M指镍钴锰金属元素中的一种或几种；
步骤3.2、根据所述总重，称量出的水溶性分散剂，将该水溶性分散剂和锂源粉末与水混合配置成混合溶液；
步骤3.3、将待修复的正极材料加入混合溶液中，在充分搅拌条件下高温高压蒸煮活化一定时间，然后在常压下蒸干，得到均匀的混合物粉体；
步骤3.4、将上述混合物粉体在800~1000℃条件有氧下焙烧3~12h，得到再生修复的锂离子电池正极材料。
16. 如权利要求15所述废旧电池正极材料再生修复工艺，其特征在于：步骤3.4中，将所述混合物粉体置于马弗炉中，在空气气氛下，以第一速率升温至第一高温段保温一定时间，再以第二速率升温至第二高温段保温至规定时间，然后自然冷却至室温，得到已修复的正极材料，所述第一速率为8~12℃/min，所述第一高温段为700~730℃；所述第二速率为2~5℃/min，所述第二高温段为820~950 ℃。
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