CN110729524A - 一种锂离子电池正极材料修复的方法 - Google Patents

一种锂离子电池正极材料修复的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110729524A
CN110729524A CN201911100429.7A CN201911100429A CN110729524A CN 110729524 A CN110729524 A CN 110729524A CN 201911100429 A CN201911100429 A CN 201911100429A CN 110729524 A CN110729524 A CN 110729524A
Authority
CN
China
Prior art keywords
positive electrode
ion battery
lithium ion
repairing
anode material
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
Application number
CN201911100429.7A
Other languages
English (en)
Inventor
崔大祥
阳靖峰
张芳
卢玉英
张道明
王亚坤
焦靖华
张放为
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd filed Critical Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Priority to CN201911100429.7A priority Critical patent/CN110729524A/zh
Publication of CN110729524A publication Critical patent/CN110729524A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池正极材料修复的方法，将废弃旧电池拆解，获得其三元正极材料粉末，将正极材料粉末与氢氧化锂混合，并加入去离子水调制成悬浊液，进行水热补锂反应，然后再将水热反应后的产物进行高温热处理，最终获得恢复容量并可用于电池制造的三元正极材料。本发明简单易行，回收率高，对环境无污染，能耗低，可实现三元正极材料的高效回收利用。

Description

一种锂离子电池正极材料修复的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池电极材料回收领域，尤其是指一种锂离子电池正极材料修复的方法。
背景技术
三元正极材料具有较高的能量密度，被广泛应用于锂离子电池中。当电池达到使用寿命后，由于三元正极材料含有镍，钴，锰等重金属元素，这些元素既会对环境产生巨大污染，同时又是我国的稀缺资源，因此需要将三元正极材料进行回收再利用，以实现环保和节约的目的。
目前市场上主要采用化学试剂来对三元正极材料进行回收再利用，即对其进行酸碱溶解，化学萃取或沉淀过滤。这种方法需要利用大量的酸碱溶液以及高污染的萃取试剂，对环境造成大量污染，同时该方法流程复杂，能耗高。
因此，开发一种锂离子电池正极材料修复的方法，既能有效回收和修复三元正极材料，又能不对环境造成污染和破坏，是锂离子电池电极材料回收领域的关键问题。
发明内容
针对目前采用化学试剂对三元正极材料回收再利用的方法污染严重，流程复杂，能耗高等缺点，本发明目的在于提供一种锂离子电池正极材料修复的方法。
本发明目的通过下述技术方案实现：一种锂离子电池正极材料修复的方法，将正极粉末与氢氧化锂混合，使氢氧化锂与正极材料的质量比为（0.1-0.5）：1，加入去离子水调制成悬浊液，进行水热补锂反应，然后再进行高温热处理。
优选的，正极粉末材料为三元正极523，三元正极材料622和三元正极材料811中的一种或其组合。
优选的，根据正极材料的现存容量与标准电池容量的对比结果加入氢氧化锂。
优选的，水热补锂反应温度为200-400℃，时间为5-8小时。
优选的，高温热处理温度为700-900℃，时间为5-10小时，热处理气氛为空气或高纯氧气。
将废弃旧电池拆解，获得其三元正极材料粉末，将正极材料粉末与氢氧化锂混合，并加入去离子水调制成悬浊液，进行水热补锂反应，然后再将水热反应后的产物进行高温热处理，最终获得恢复容量并可用于电池制造的三元正极材料。
本发明优越性在于：方法简单易行，回收率高，对环境无污染，能耗低，可实现三元正极材料的高效回收利用。
具体实施方式
实施例1
一种锂离子电池正极材料修复的方法，根据正极材料损失的容量，将正极粉末与氢氧化锂混合，使氢氧化锂与正极材料的质量比为0.2：1，加入去离子水调制成悬浊液；在250℃条件下进行水热补锂反应5个小时，将悬浊液过滤，获得水热反应后的产物；然后在800℃空气或高纯氧气气氛下高温热处理6个小时，从而获得恢复容量并可用于电池制造的三元正极材料。
实施例2
一种锂离子电池正极材料修复的方法，根据正极材料损失的容量，将正极粉末与氢氧化锂混合，使正极材料粉末与氢氧化锂按质量比为1：0.5，并加入去离子水制成悬浊液，在220℃条件下进行水热补锂反应5个小时，将悬浊液过滤，获得水热反应后的产物；然后在860℃空气或高纯氧气气氛下高温热处理5个小时，从而获得恢复容量并可用于电池制造的三元正极材料。
实施例3
一种锂离子电池正极材料修复的方法，根据正极材料损失的容量，将正极粉末与氢氧化锂混合，使正极材料粉末与氢氧化锂质量比为1：0.4，并加入去离子水制成悬浊液，在300℃条件下进行水热补锂反应5个小时，然后再将悬浊液过滤，获得水热反应后的产物；在750℃空气或高纯氧气气氛下高温热处理9个小时，从而获得恢复容量并可用于电池制造的三元正极材料。
实施例4
一种锂离子电池正极材料修复的方法，根据正极材料损失的容量，将正极粉末与氢氧化锂混合，使正极材料粉末与氢氧化锂质量比为1：0.2，并加入去离子水制成悬浊液，在220℃条件下进行水热补锂反应6个小时，然后再将悬浊液过滤，获得水热反应后的产物；在800℃空气或高纯氧气气氛下高温热处理6个小时，从而获得恢复容量并可用于电池制造的三元正极材料。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种锂离子电池正极材料修复的方法，其特征在于将正极粉末与氢氧化锂混合，使氢氧化锂与正极材料的质量比为（0.1-0.5）：1，加入去离子水调制成悬浊液，进行水热补锂反应，然后再进行高温热处理。
2.根据权利要求1所述锂离子电池正极材料修复的方法，其特征在于正极粉末材料为三元正极523，三元正极材料622和三元正极材料811中的一种或其组合。
3.根据权利要求1或2所述锂离子电池正极材料修复的方法，其特征在于根据正极材料的现存容量与标准电池容量的对比结果加入氢氧化锂。
4.根据权利要求1所述锂离子电池正极材料修复的方法，其特征在于水热补锂反应温度为200-400℃，时间为5-8小时。
5.根据权利要求1所述锂离子电池正极材料修复的方法，其特征在于高温热处理温度为700-900℃，时间为5-10小时，热处理气氛为空气或高纯氧气。
CN201911100429.7A 2019-11-12 2019-11-12 一种锂离子电池正极材料修复的方法 Pending CN110729524A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911100429.7A CN110729524A (zh) 2019-11-12 2019-11-12 一种锂离子电池正极材料修复的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911100429.7A CN110729524A (zh) 2019-11-12 2019-11-12 一种锂离子电池正极材料修复的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110729524A true CN110729524A (zh) 2020-01-24

Family

ID=69223934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911100429.7A Pending CN110729524A (zh) 2019-11-12 2019-11-12 一种锂离子电池正极材料修复的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110729524A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112786987A (zh) * 2021-02-10 2021-05-11 昆明理工大学 一种退役锂离子电池正极材料的再生方法
CN113328161A (zh) * 2021-05-14 2021-08-31 昆明理工大学 一种由废旧锂离子电池正极材料再生制备类单晶三元正极材料的方法
CN112670602B (zh) * 2020-09-08 2023-07-25 华中科技大学 一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090214933A1 (en) * 2008-02-22 2009-08-27 Sloop Steven E Reintroduction of lithium into recycled battery materials
CN102208707A (zh) * 2011-05-12 2011-10-05 合肥工业大学 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料修复再生的方法
US20160043450A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-11 Steven E. Sloop Recycling positive-electrode material of a lithium-ion battery
US9484606B1 (en) * 2013-03-15 2016-11-01 Hulico LLC Recycling and reconditioning of battery electrode materials
CN108598396A (zh) * 2018-03-30 2018-09-28 华南师范大学 一种再生型锂离子正极材料的制备方法
CN109088115A (zh) * 2018-07-24 2018-12-25 北京科技大学 废旧锂离子电池正极材料循环利用制备三元正极材料方法
CN110364748A (zh) * 2019-07-29 2019-10-22 清远佳致新材料研究院有限公司 废旧锂离子电池正极材料的再生方法
CN111370799A (zh) * 2019-12-30 2020-07-03 武汉瑞杰特材料有限责任公司 一种失效锂离子电池正极材料预处理方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090214933A1 (en) * 2008-02-22 2009-08-27 Sloop Steven E Reintroduction of lithium into recycled battery materials
CN102208707A (zh) * 2011-05-12 2011-10-05 合肥工业大学 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料修复再生的方法
US9484606B1 (en) * 2013-03-15 2016-11-01 Hulico LLC Recycling and reconditioning of battery electrode materials
US20160043450A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-11 Steven E. Sloop Recycling positive-electrode material of a lithium-ion battery
CN106688135A (zh) * 2014-08-06 2017-05-17 史蒂文·E·斯卢普 回收锂离子电池的正极材料
CN108598396A (zh) * 2018-03-30 2018-09-28 华南师范大学 一种再生型锂离子正极材料的制备方法
CN109088115A (zh) * 2018-07-24 2018-12-25 北京科技大学 废旧锂离子电池正极材料循环利用制备三元正极材料方法
CN110364748A (zh) * 2019-07-29 2019-10-22 清远佳致新材料研究院有限公司 废旧锂离子电池正极材料的再生方法
CN111370799A (zh) * 2019-12-30 2020-07-03 武汉瑞杰特材料有限责任公司 一种失效锂离子电池正极材料预处理方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112670602B (zh) * 2020-09-08 2023-07-25 华中科技大学 一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法
CN112786987A (zh) * 2021-02-10 2021-05-11 昆明理工大学 一种退役锂离子电池正极材料的再生方法
CN112786987B (zh) * 2021-02-10 2022-06-03 昆明理工大学 一种退役锂离子电池正极材料的再生方法
CN113328161A (zh) * 2021-05-14 2021-08-31 昆明理工大学 一种由废旧锂离子电池正极材料再生制备类单晶三元正极材料的方法
CN113328161B (zh) * 2021-05-14 2022-06-03 昆明理工大学 一种由废旧锂离子电池正极材料再生制备类单晶三元正极材料的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022127117A1 (zh) 废旧锂电池正极材料处理方法
WO2018192122A1 (zh) 一种废旧锂离子电池正极材料的混酸浸出及回收方法
CN110265742B (zh) 从边角废料和次品中回收制备复合正极材料的方法及系统
CN110729524A (zh) 一种锂离子电池正极材料修复的方法
CN109082522B (zh) 一种废旧三元锂电池正极粉料的回收方法
CN112142029B (zh) 废旧磷酸铁锂电池正极材料的修复再生方法
CN113120971B (zh) 一种废旧三元正极材料的再生方法和应用
CN111477985B (zh) 一种回收废旧锂离子电池的方法
CN104466294B (zh) 从镍钴锰酸锂废电池中回收金属的方法
WO2014154154A1 (zh) 锰酸锂电池正极材料回收方法
CN110098441B (zh) 废旧电池中钴酸锂正极材料的修复再生方法
CN113582251A (zh) 一种正极材料的回收再生方法
CN111009699A (zh) 一种锰酸锂废旧电池的回收再生方法
CN114094219A (zh) 一种废旧锂电池正极材料热处理修复再生方法
CN114204151A (zh) 一种废弃锂离子电池正极活性材料修复改性方法
CN110791668B (zh) 一种从含锰元素的锂离子电池正极废料中回收锰的方法
CN111326814A (zh) 一种超声水热修复废旧三元电池正极材料的方法
CN114134329B (zh) 一种利用废旧锂离子电池集流体铝箔回收正极材料中有价金属的方法
CN105800586A (zh) 利用废镍钴锰酸锂净化制酸尾气并回收镍钴锰锂的方法
CN108103323B (zh) 一种镍钴锰废旧电池的正极材料的回收方法
CN104485494B (zh) 钴酸锂废锂离子电池中正极活性材料的再生方法
CN110474122B (zh) 一种利用锰酸锂废料制备锂离子筛的方法及该锂离子筛
KR101396918B1 (ko) 코발트 함유 폐기물의 코발트 침출액 및 이를 이용한 코발트 회수방법
CN104600284A (zh) 锰酸锂废锂离子电池中正极活性材料的再生方法
CN115318270B (zh) 废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200124

RJ01 Rejection of invention patent application after publication