CN114899407B

CN114899407B - 一种正极材料再生方法

Info

Publication number: CN114899407B
Application number: CN202210823376.7A
Authority: CN
Inventors: 程向; 彭祖铃; 刘可禄
Original assignee: China Lithium Battery Technology Co Ltd
Current assignee: China Lithium Battery Technology Co Ltd
Priority date: 2022-07-14
Filing date: 2022-07-14
Publication date: 2022-09-16
Anticipated expiration: 2042-07-14
Also published as: CN114899407A

Abstract

本发明提供一种正极材料再生方法，包括：S1.对集流体含铝的废正极极片进行预处理，得分离集流体后的正极活性物质，正极活性物质中残留有铝单质；S2.将正极活性物质置于碱溶液中，使正极活性物质中残留的铝单质部分转化为[Al(OH)₄]^‑并同时生成H₂；S3.向正极活性物质浆液中加入酸溶液得Al(OH)₃包覆正极活性物质的浆液；S4.对Al(OH)₃包覆正极活性物质的浆液进行处理，得Al₂O₃包覆的正极活性物质。本发明正极材料再生方法能够将正极材料中残留的铝单质部分转化为氧化铝包覆于正极活性物质，氧化铝包覆可以减小正极颗粒直接与电解液接触的面积，有助于减少副反应的发生，提高正极材料的循环性能；残留的部分铝单质分散于氧化铝包覆的正极活性物质中增加材料导电性。

Description

一种正极材料再生方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种正极材料再生方法。

背景技术

锂电池生产过程中存在一些损坏的极片，往往这些极片会被当做废料直接清理掉；为了减少浪费，现想要收集这些极片的活性物质，使之变成能够再次利用的活性材料。为了能够再次利用这些材料，需要先将活性材料与集流体分离开，一般可以将极片破碎后，高温煅烧，使粘结剂失活，过筛去除集流体，得到活性材料。然而，对于集流体为铝或者含有铝的正极片，过筛时，一些被打碎的铝屑会残留在活性材料中，过量的铝屑会影响再生正极材料的能量密度和循环性能。

如何使废旧电池中过量的铝屑杂质进行转化以从废旧电池分离并再生活性材料并提高再生活性材料的性能是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种正极材料再生方法，以使残留在正极材料中的过量的铝屑进行转化以获得性能更好的再生活性材料。

本发明提供一种正极材料再生方法，包括如下步骤：S1.对集流体含铝的废正极极片进行预处理，得分离集流体后的正极活性物质，所述正极活性物质中残留有铝单质；S2.将所述正极活性物质置于碱溶液中，使所述正极活性物质中残留的铝单质部分转化为[Al(OH)₄]^-并同时生成H₂，得正极活性物质浆液；S3.向所述正极活性物质浆液中加入酸溶液以使所述正极活性物质浆液的pH值为7-12，以使[Al(OH)₄]^-转化为Al(OH )₃，得Al(OH )₃包覆正极活性物质的浆液，未转化的所述铝单质分散于所述Al(OH )₃包覆正极活性物质中；S4.对所述Al(OH )₃包覆正极活性物质的浆液进行处理，得Al₂O₃包覆的正极活性物质，且未转化的所述铝单质分散于所述Al₂O₃包覆的正极活性物质中。

有益效果：

本发明正极材料再生方法能够将正极材料中残留的铝单质部分转化为氧化铝包覆于正极活性物质，氧化铝包覆可以减小正极颗粒直接与电解液接触的面积，有助于减少副反应的发生，提高正极材料的循环性能；同时，残留的部分铝单质分散于氧化铝包覆的正极活性物质中，可以增加正极材料的导电性。

附图说明

图1为本发明的正极材料再生方法的流程示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明提供一种正极材料再生方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1.对集流体含铝的废正极极片进行预处理，得分离集流体后的正极活性物质，所述正极活性物质中残留有铝单质；S2.将所述正极活性物质置于碱溶液中，使所述正极活性物质中残留的铝单质部分转化为[Al(OH)₄]^-并同时生成H₂，得正极活性物质浆液；S3.向所述正极活性物质浆液中加入酸溶液以使所述正极活性物质浆液的pH值为7-12，以使[Al(OH)₄]^-转化为Al(OH )₃，得Al(OH )₃包覆正极活性物质的浆液，未转化的所述铝单质分散于所述Al(OH )₃包覆正极活性物质中；S4.对所述Al(OH )₃包覆正极活性物质的浆液进行处理，得Al₂O₃包覆的正极活性物质，且未转化的所述铝单质分散于所述Al₂O₃包覆的正极活性物质中。

需要说明的是，步骤S1得到的所述正极活性物质中，铝单质的含量可以为3000-9000ppm。

需要说明的是，步骤S1中所述含铝的废正极极片中集流体可以为铝集流体，比如铝箔集流体，或者覆碳铝箔集流体，或者树脂与铝箔和/或石墨、碳黑等构成的复合集流体，这些废正极电极片经过前期预处理后得到残留有铝单质的正极活性物质。优选地，步骤S1得到的所述正极活性物质为粉体。

需要说明的是，经过步骤S1的预处理可使集流体与正极活性物质分离，所得到的正极活性物质中残留有铝单质，因此，步骤S1得到的正极活性物质的组成包括正极活性物质和铝单质。步骤S2中，正极活性物质进入碱溶液后，部分残留的铝单质会与溶液中的OH^-发生如下式（1）所示的化学反应：

2Al+ 2OH^-+ 2H₂O→2AlO₂ ^-+ 3H₂↑式（1）；

AlO₂ ^-在碱溶液中往往以Al(OH)₄ ^-形式存在，因此部分残留的铝单质与溶液中的OH^-发生的反应也可如下式（2）所示：

2Al + 2OH^- +6H₂O→ 2 Al(OH)₄ ^- + 3H₂↑式（2）；

因此，经步骤S2得到的正极活性物质浆液的组成包括：正极活性物质、剩余的未与OH^-反应的铝单质、由部分铝单质转化而成的Al(OH)₄ ^-。步骤S3中，向所述正极活性物质浆液中加入酸溶液以使所述正极活性物质浆液的pH值为7-12，在pH值小于12时，Al(OH)₄ ^-转化为Al(OH )₃，加入酸带来的氢离子迅速与步骤S2得到的正极活性物质浆液中的OH^-反应，并使Al(OH)₄ ^-转化为Al(OH )₃，所生成的Al(OH )₃会以正极活性物质颗粒作为成核基体，Al(OH )₃覆层晶核在被包覆颗粒表面生长，因此该过程生成的Al(OH )₃包覆于正极活性物质颗粒表面。步骤S3中，因为加入酸溶液控制的上层溶液的pH值为7-12，因此不会使铝单质或者活性物质中的金属被酸解。因此，经步骤S3得到的Al(OH )₃包覆正极活性物质的浆液的组成包括：正极活性物质、包覆在正极活性物质表面的Al(OH )₃以及铝单质。步骤S4中，对步骤S3得到的所述Al(OH )₃包覆正极活性物质的浆液进行处理，往往为热处理，使包覆于正极活性物质表面的Al(OH )₃分解为Al₂O₃，因此，步骤S4得到的Al₂O₃包覆的正极活性物质的组成包括：正极活性物质、包覆在正极活性物质表面的Al₂O₃以及铝单质，Al(OH )₃高温分解成均匀且微小的氧化铝包覆层包覆于正极活性物质表面。

在正极活性物质表面包覆氧化铝，其一，氧化铝包覆可以减小正极颗粒直接与电解液接触的面积，有助于减少副反应的发生；其二，氧化铝可以与电解液中的LiPF₆反应生成LiPO₂F₂，LiPO₂F₂是目前公认的有益电池性能的电解液添加剂，从而提升了电池电化学性能。

经过上述方法步骤S1-S4的处理，使得原本残留于正极活性物质中的过量铝单质转化为Al₂O₃包覆于正极活性物质，且同时保留了少量的铝单质在正极活性材料中，这样不仅能够分离得到再生正极活性物质，且能够使分离出的再生正极活性物质的导电性得到提高。

在根据本发明的方法的一个实施方式中，得自步骤S4的所述Al₂O₃包覆的正极活性物质中，正极活性物质的Al₂O₃包覆量为x，且0.01%≤x≤0.5%，以所述正极活性物质的质量为基准，x为所包覆Al₂O₃的质量占比。

需要说明的是，过高的包覆量会使包覆层太厚影响离子输运，过低的包覆量达不到均匀包覆的目的，上述包覆量为经过多次实验后验证的优选包覆量。

作为优选的实施方式，所述方法还包括介于步骤S2和S3之间的如下步骤：

S21.检测步骤S2中所生成H₂的体积到达如下V时，进行步骤S3中的向所述正极活性物质浆液中加入酸溶液：

V=x×m×0.66;

其中，m为步骤S1中所述正极活性物质以g计的质量，V的单位为L。

需要说明的是，x×m所得数值（单位g）为正极活性物质所包覆Al₂O₃的质量，该计算得到的所包覆Al₂O₃的质量除以Al₂O₃的摩尔质量（分子量）可得到Al₂O₃的物质的量，进而得Al的物质的量，Al₂O₃中的Al全部是由铝单质与OH^-反应后的Al(OH)₄ ^-转化而来的，因此Al的物质的量确定的同时根据上述式（1）或（2）可以确定H₂的物质的量，进而可计算所生成H₂的体积，步骤S21中的“V=x×m×0.66”即是按照上述推算原理得到。m通过称量步骤S1得到的正极活性物质即可确定，x为正极活性物质的Al₂O₃包覆量，为目标包覆量，可以选择0.01%~0.5%中的任意数值，然后通过“V=x×m×0.66”即可计算得到H₂的体积V（L），这样在开始进行步骤S2时，可以实时监测所生成H₂的体积（可通过氢气检测器进行体积检测），一旦所生成H₂的体积到达计算得到的V（L）时，立即进行步骤S3，向所述正极活性物质浆液中加入酸溶液。因此，通过步骤S21可以对最终得到的包覆Al₂O₃正极活性物质的Al₂O₃包覆量进行定量或者精准地控制，使得步骤S2中转化为[Al(OH)₄]^-的铝单质的量定量可控。

需要说明的是，氢气检测器或氢气检测仪可以显示当前环境下氢气的浓度，单位为ppm(百万分之一)。在确定容积的密闭反应器内，具有如下换算关系：

V_氢气=V_容器×n×1/10⁶

其中n 为氢气检测器所检测到的氢气浓度，单位为ppm。

作为优选的实施方式，所述方法还包括介于步骤S21和S3之间的如下步骤：

S22.向得自步骤S2的所述正极活性物质浆液中加入分散剂；所述分散剂为非离子表面活性剂。

根据上述优选的实施方式，所述分散剂选自聚乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚、多元醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯、烷基醇酰胺、多元醇单脂肪酸酯和甘油脂肪酸酯中的一种或多种。

基于上述实施方式，所述分散剂的加入量为0.5-1质量%，基于步骤S1得到的所述正极活性物质的质量。

需要说明的是，在加入酸之前加入分散剂可以改善颗粒的分散性，降低粉末团聚程度，达到增强包覆的均匀性的目的。具体的，加入分散剂后再加入酸，分散剂包覆在新生成的氢氧化铝颗粒表面，一方面分散剂的包覆作用抑制了铝离子在已生成的氢氧化铝颗粒表面的生长速率，即控制氢氧化铝颗粒的大小；另一方面，由于新生成的颗粒粒度较小，表面活性较高，使得颗粒之间相互作用进而发生团聚，而分散剂包覆膜的存在使已经生成的氢氧化铝颗粒相互隔离，从而抑制了团聚现象，使得氢氧化铝能够更加均匀地包覆在活性物质表面。

在根据本发明的方法的一个实施方式中，步骤S1中，所述预处理包括如下步骤：S11.对所述废正极极片进行裁剪和加热，得粘结剂失活的正极极片；S12.将步骤S11得到的所述粘结剂失活的正极极片进行粉碎和过筛，得所述正极活性物质；步骤S11中，所述加热的温度为400-550℃；步骤S12中，所述粉碎的粉碎面积小于等于25mm²。

需要说明的是，步骤S11中，先把废正极极片裁剪为小片，能够更方便地进行加热或煅烧，在加热的过程中，电解液先被烘干，随着温度的上升粘结剂发生失活或者失效，这样再进行步骤S12的粉碎和过筛才能使集流体与正极活性物质更好地分离。步骤S12中，粉碎一般通过粉碎机进行，因为粉碎机的机械力作用很强，因此部分铝集流体会被打碎成细小铝屑混入极粉中，而残留在所得到的正极活性物质中。

在根据本发明的方法的一个实施方式中，步骤S2中，所述正极活性物质浆液中固含量为5%-50%。

需要说明的是，固含量过高，表明铝过量，过量的铝来不及溶解可能导致正极活性材料占比降低，电化学性能降低；固含量过少，则引入或残留的铝过少导致氢氧化铝成核位点少，包覆层不均匀。通过控制正极活性物质浆液中固含量为5%-50%可以使再生后正极材料有更好的性能。

基于上述实施方式，步骤S2中，所述碱溶液的pH值大于12，且小于等于13.5。

需要说明的是，碱溶液的pH值大于12时，铝单质就可以溶解转化为[Al(OH)₄]^-，但是过大的pH会消耗更多的碱而增加成本，所以碱溶液的pH值优选为13.5，此时铝具有较高的溶解速率。

在根据本发明的方法的一个实施方式中，步骤S2中，所述碱溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氨水中的一种或多种。

作为优选的实施方式，步骤S3中，向所述正极活性物质浆液中加入酸溶液包括：向所述正极活性物质浆液中加入酸溶液同时搅拌所述正极活性物质浆液。

需要说明的是，步骤S3中，向所述正极活性物质浆液中加酸过程中边滴加边搅拌，一方面有助于氢氧化铝均匀成核，另一方面有助于单质铝分散均匀。

作为优选的实施方式，步骤S3中，向所述正极活性物质浆液中加入酸溶液以使所述正极活性物质浆液的pH值为8-9。在该优选的pH范围内，能够更好地使[Al(OH)₄]^-全部转化为氢氧化铝的同时，不会发生铝单质以及活性物质中金属的酸解。

在根据本发明的方法的一个实施方式中，步骤S3中，所述酸溶液的pH值小于4；所述酸溶液选自盐酸、硫酸、醋酸、柠檬酸和稀硝酸中的一种或多种。

在根据本发明的方法的另一个实施方式中，得自步骤S4的所述Al₂O₃包覆的正极活性物质中，铝单质的含量为800-7000ppm，基于所述Al₂O₃包覆的正极活性物质的质量。

需要说明的是，在上述Al₂O₃包覆的正极活性物质中，当铝单质的含量过少时，导电性能改善不明显；当铝单质的含量过多时，影响电池容量。当Al₂O₃包覆的正极活性物质中，铝单质的含量为800-7000ppm时，再生后正极材料导电性能、循环性能和电池容量较好。

在根据本发明的方法的一个实施方式中，步骤S4中，所述处理包括过滤浆料、烘干浆料和热处理；所述热处理在惰性气氛进行，温度为500-800℃、时间为5-15h。经过所述500-800℃的热处理或者煅烧，不仅能使氢氧化铝转化为氧化铝，另一方面，还可以将导电剂、粘结剂等以二氧化碳形式去除。

在根据本发明的方法的一个实施方式中，所述正极活性物质选自LiMnO₂、LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄和LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂中的至少一种，式中0＜x＜1，0＜y＜1，0＜x+y＜1 。

需要说明的是，以上述正极活性物质和含铝集流体所构成的废正极极片经过本发明的正极材料再生方法进行再生后，能够使集流体中所含的单质铝部分引入正极活性物质中，其中部分单质铝转化为氧化铝包覆于正极活性物质表面，另一部分单质铝残留于正极活性物质，得到导电性能显著提高的再生正极活性物质。

下面通过实施例对本发明进行进一步的说明。以下实施例中试剂来源为：

氢氧化钠（97%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；

硫酸（96%，南京化学试剂股份有限公司）；

导电碳（瑞士特密高）；

聚偏氟乙烯（法国阿科玛）；

碳纳米管（常州天奈材料科技有限公司）；

N-甲基吡咯烷酮（NMP）（99%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）。

实施例1

（1）、将报废正极片裁剪成小片，置于500℃高温下热处理，正极片包括集流体和活性物质层，集流体为铝箔，活性物质层包括活性物质LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂；

（2）、使用破碎机破碎热处理过的极片，过100-300目筛，得到粉体与铝箔片，铝箔片以废铝回收，粉体中会残留部分铝箔片；

（3）、将500g步骤（2）所得粉体置于5L pH=13.5的氢氧化钠溶液中进行搅拌，得残留有铝的活性物质浆液，反应开始，活性物质浆液中固含量为10%；

（4）、按照所需氧化铝包覆量为0.1%，当检测到生成0.33L氢气时（氢气检测仪），滴加0.1mol/L硫酸溶液至步骤（3）活性物质浆液中（同时搅拌活性物质浆液）至活性物质浆液的pH值为9，溶解反应停止，包覆反应开始，持续搅拌2h后停止，得残留有铝的包覆Al(OH )₃活性物质浆液；

（5）、将步骤（4）所得残留有铝的包覆Al(OH )₃活性物质浆液进行过滤、烘干，粉末置于加热炉中氮气氛围下600℃加热6h，得到残留有铝单质的氧化铝包覆的活性材料（再生活性材料）。

实施例2

（1）、将报废正极片裁剪成小片，置于450℃高温下热处理，正极片包括集流体和活性物质层，集流体为铝箔，活性物质层包括活性物质LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂；

（3）、将500g步骤（2）所得粉体置于2.5L pH=13.5的氢氧化钠溶液中进行搅拌，得残留有铝的活性物质浆液，反应开始，活性物质浆液中固含量为20%；

（4）、按照所需氧化铝包覆量为0.05%，当检测到生成0.165L氢气时（氢气检测仪），滴加0.1mol/L硫酸溶液至步骤（3）活性物质浆液中（同时搅拌活性物质浆液）至活性物质浆液的pH值为8，溶解反应停止，包覆反应开始，持续搅拌2h后停止，得残留有铝的包覆Al(OH )₃活性物质浆液；

（5）、过滤、烘干步骤（4）所得浆料后，粉末置于加热炉中氮气氛围下600℃加热6h，得到残留有铝单质的氧化铝包覆的活性材料。

实施例3

（1）、将报废正极片裁剪成小片，置于550℃高温下热处理，正极片包括集流体和活性物质层，集流体为铝箔，活性物质层包括活性物质LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂；

（4）、按照所需氧化铝包覆量为0.5%，当检测到生成1.65L氢气时（氢气检测仪），滴加0.1mol/L硫酸溶液至步骤（3）活性物质浆液（同时搅拌活性物质浆液）至活性物质浆液的pH值为11，溶解反应停止，包覆反应开始，持续搅拌2h后停止，得残留有铝的包覆Al(OH )₃活性物质浆液；

对比例1

（1）、将与实施例1中相同的报废正极片裁剪成小片，置于500℃高温下热处理；

（2）、使用破碎机破碎热处理过的极片，过100-300目筛，过筛得到粉体与铝箔片，铝箔片以废铝回收，粉体中会残留部分铝箔片；

（3）、将500g步骤（2）所得粉体置于5L pH=13.5的碱溶液中进行搅拌，得残留有铝的活性物质浆液中，反应开始；

（4）、按照所需氧化铝包覆量为0.1%，当检测到生成0.33L氢气时（氢气检测仪），滴加0.1mol/L硫酸溶液至步骤（3）活性物质浆液中至上层溶液的pH值为4，溶解反应停止，包覆反应开始，持续搅拌2h后停止，得残留有铝的包覆Al(OH )₃活性物质浆液；

（5）、将步骤（4）所得残留有铝的包覆Al(OH )₃活性物质浆液过滤、烘干，粉末置于加热炉中氮气氛围下600℃加热6h，得到氧化铝包覆的正极材料。

对比例2

（1）、将报废镍钴锰正极片裁剪成小片，置于500℃高温下热处理；

（2）、使用破碎机破碎热处理过的极片，过筛得到粉体与铝箔片，铝箔片以废铝回收，粉体中会残留部分铝箔片；

（3）、将500g步骤（2）所得粉体置于5L pH=13.5的碱溶液中，使粉体中残留的铝全部转化为[Al(OH)₄]^-，得到活性物质粉的碱性浆液；

（4）、过滤步骤（3）所得活性物质粉的碱性浆液，所得固相为脱铝的正极材料，液相为含有[Al(OH)₄]^-的碱液；

（5）、将步骤（4）所得脱铝的正极材料进行酸浸和金属摩尔浓度调节得到浸出液，以该浸出液为原料，通过共沉淀法和过滤得到镍钴锰三元前驱体和含锂溶液，将该含锂溶液浓缩，并通过沉淀法和过滤得到碳酸锂，将所述镍钴锰三元前驱体和所述碳酸锂通过球磨混合，并通过高温固相反应得到纯镍钴锰酸锂三元材料；

（6）、将步骤（5）所得纯镍钴锰酸锂三元材料与步骤（4）所得含有[Al(OH)₄]^-的碱液混合，并加入酸溶液后搅拌得到氢氧化铝和镍钴锰酸锂三元材料混合悬浊液；将上述氢氧化铝和镍钴锰酸锂三元材料混合悬浊液置于有氧环境中煅烧得到具有氧化铝包覆层的镍钴锰酸锂三元材料。

测试实施例1

通过ICP对实施例1~3中、对比例1和2中步骤（2）所得粉体中铝单质含量、步骤（5）所得活性材料中铝单质含量进行检测，检测结果见表1。

测试实施例2

分别通过电池循环测试和粉末电阻测试仪(压实密度3.2g/cm3)对实施例1-3、对比例1和2最终所得的再生活性材料的循环性能、导电性进行检测，检测结果表1。

循环测试方法包括：

室温下，按照再生活性材料:导电剂（导电碳+碳纳米管）:粘结剂（聚偏氟乙烯）为94:3:3的质量比例混合，加入适量NMP搅拌至粘稠状，得正极浆料。将正极浆料均匀涂覆在铝箔上，120℃烘干，裁片后与金属锂组装成单片半电池。室温下，电池以1C倍率充电，1C倍率放电，1000循环后停止测试，计算循环1000圈容量保持率=第1000圈放电容量/第1圈放电容量。

粉末电导率的方法包括：

使用粉末电阻测试仪，将适量上述循环测试方法中所制得正极浆料填入样品槽，设置压实密度为3.2g/cm3，读取粉末电阻数据。电导率为电阻率的倒数。

表1

样品	步骤2铝单质含量（ppm）	步骤5铝单质含量（ppm）	氧化铝包覆量	粉末电导率（S/cm）	循环 1000圈容量保持率
						实施例1	3620	1230	0.1%	0.0126	93.87%
实施例2	3673	870	0.05%	0.0133	91.30%
						实施例3	8721	6830	0.5%	0.0128	91.20%
对比例1	3633	160	0.1%	0.0097	40.50%
						对比例2	3594	0	0.15%	0.007	90.46%

通过表1结果可以看出，对比例1步骤（4）中由于加入过多的硫酸使溶液呈酸性，有部分正极活性物质的元素被浸出(如三元材料中的镍)，失去原有配比的活性物质容量降低，正极材料的循环性能下降。通过实施例1和对比例2可看出，对比例2中将残留在正极活性物质中的铝全部转化为[Al(OH)₄]^-并经过焙烧全部转化为氧化铝包覆于镍钴锰三元材料，实施例1最终得到的氧化铝包覆的活性材料中残留有铝单质，铝单质的存在使最终得到的活性材料的导电性提高。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本申请进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本申请进行多种替换和改进，这些均落入本申请的保护范围内。

Claims

1.一种正极材料再生方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.对集流体含铝的废正极极片进行预处理，得分离集流体后的正极活性物质，所述正极活性物质中残留有铝单质；

S2.将所述正极活性物质置于碱溶液中，使所述正极活性物质中残留的铝单质部分转化为[Al(OH)₄]^-并同时生成H₂，得正极活性物质浆液；

S3.向所述正极活性物质浆液中加入酸溶液以使所述正极活性物质浆液的pH值为7-12，以使[Al(OH)₄]^-转化为Al(OH )₃，得Al(OH )₃包覆正极活性物质的浆液，未转化的所述铝单质分散于所述Al(OH )₃包覆正极活性物质中；

S4.对所述Al(OH )₃包覆正极活性物质的浆液进行处理，得Al₂O₃包覆的正极活性物质，且未转化的所述铝单质分散于所述Al₂O₃包覆的正极活性物质中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，得自步骤S4的所述Al₂O₃包覆的正极活性物质中，正极活性物质的Al₂O₃包覆量为x，且0.01%≤x≤0.5%，以所述正极活性物质的质量为基准，x为所包覆Al₂O₃的质量占比。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括介于步骤S2和S3之间的如下步骤：

V=x×m×0.66;

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括介于步骤S21和S3之间的如下步骤：

S22.向得自步骤S2的所述正极活性物质浆液中加入分散剂；

所述分散剂为非离子表面活性剂。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分散剂选自聚乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚、多元醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯、烷基醇酰胺、多元醇单脂肪酸酯和甘油脂肪酸酯中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分散剂的加入量为0.5-1质量%，基于步骤S1得到的所述正极活性物质的质量。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述预处理包括如下步骤：

S11.对所述废正极极片进行裁剪和加热，得粘结剂失活的正极极片；

S12.将步骤S11得到的所述粘结剂失活的正极极片进行粉碎和过筛，得所述正极活性物质；

步骤S11中，所述加热的温度为400-550℃；

步骤S12中，所述粉碎的粉碎面积小于等于25mm²。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述正极活性物质浆液中固含量为5%-50%。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述碱溶液的pH值大于12，且小于等于13.5。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S3中，向所述正极活性物质浆液中加入酸溶液包括：向所述正极活性物质浆液中加入酸溶液同时搅拌所述正极活性物质浆液。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤S3中，向所述正极活性物质浆液中加入酸溶液以使所述正极活性物质浆液的pH值为8-9。

12.根据权利要求1或11所述的方法，其特征在于，得自步骤S4的所述Al₂O₃包覆的正极活性物质中，铝单质的含量为800-7000ppm，基于所述Al₂O₃包覆的正极活性物质的质量。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤S4中，所述处理包括过滤浆料、烘干浆料和热处理；

所述热处理在惰性气氛进行，温度为500-800℃、时间为5-15h。

14.根据权利要求1或13所述的方法，其特征在于，所述正极活性物质选自LiMnO₂、LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄和LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂中的至少一种，式中0＜x＜1，0＜y＜1，0＜x+y＜1 。