【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及新能源電池領域，具體地，涉及一種廢舊鋰電池正極材料的再生方法。
技術介紹
1、考慮到電動汽車電池的使用壽命有限，在不久的將來，可預見的大量報廢電池包會引發對廢舊電池處理的擔憂。在典型的鋰離子電池中，正極材料占材料成本的40％左右，代表著最高的回收價值。同時廢舊的鋰離子電池的回收及再利用已成為現今亟需解決的問題之一。如若隨意放置，既造成有價金屬的浪費，其中的有害物質也會污染環境。因此對廢舊鋰離子的回收和再利用已成為人們的研究熱點。
2、目前，回收廢舊鋰電池的方法有兩種，第一種是火法工藝：該方法主要通過高溫冶煉和還原反應，從礦物中提取和精煉目標金屬。在失效三元鋰離子電池的火法冶金工藝中，電池中的有價金屬在高溫下被還原，然后以合金的形式被回收。這個主要在國外比較流行的方法。但是火法工藝會產生大量的粉塵和co、co2。并且其難以對有價金屬元素鋰進行有效回收，所以用于工藝生產沒有性價比。
3、第二種工藝方法是濕法工藝回收，濕法冶金工藝主要包括活性材料的浸出過程和從浸出液中分離有價金屬來制備相應產品的過程。該工藝方法雖叫為成熟但是仍舊有許多問題，比如酸浸過程中鋁、鐵等雜質進入浸出液中，溶液除雜過程復雜；溶劑萃取分離錳、鈷、鎳的流程長、級數多；硫酸浸出、溶液凈化(堿中和除鐵、鋁)和溶劑萃取(萃取劑堿皂化、硫酸反萃)過程中消耗了有價金屬摩爾量的兩倍硫酸和兩倍氫氧化鈉或氨水，化學試劑消耗量大。
4、因此開發出一種能夠通過還原直接修復ncm正極材料的晶體結構，同時保證材料的高純度和高一致性是目前亟需
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術致力于提供一種廢舊鋰電池正極材料的再生方法，以解決現有技術中無法通過還原直接修復ncm正極材料的晶體結構，且無法保證正極再生材料的高純度和高一致性的問題。
2、為了解決上述技術問題，本申請是這樣實現的：
3、本專利技術的第一方面提供了一種廢舊鋰電池正極材料的再生方法，所述方法包括以下步驟：
4、s1、將三元鋰離子電池的正極廢料粉與銨鹽混合后得到第一混合物，將所述第一混合物進行焙燒處理得到第一物料；
5、s2、將所述第一物料與第一溶劑混合后進行霧化處理得到液滴；將所述液滴進行噴霧熱解處理得到熱解粉末；對所述熱解粉末進行洗滌處理和過濾處理，得到三元氧化物前驅體和含li溶液；
6、s3、將所述含li溶液與na2co3飽和溶液進行混合處理，得到li2co3粉末；
7、s4、將所述三元氧化物前驅體與所述li2co3粉末混合后并進行煅燒處理，得到三元成品linixcoymnzo2，其中，x+y+z＝1。
8、可選地，步驟s1中，所述三元鋰離子電池的正極廢料粉與所述銨鹽混合的質量比為1：(1～5)；所述銨鹽選自nh4cl和/或nh4so4；優選地，所述銨鹽選自nh4cl；所述第一溶劑為水。
9、可選地，步驟s4中，所述三元氧化物前驅體與所述li2co3粉末混合的質量比為1：(0.98～1.05)。
10、可選地，步驟s1中，所述焙燒處理在第一含氧氣氛中進行；所述焙燒處理的條件包括：溫度為200～800℃，時間為10～40min；優選地，所述焙燒處理的條件包括：溫度為300～600℃，時間為30～40min。
11、可選地，步驟s2中，所述噴霧熱解處理包括：將所述液滴和熱解氣體的氣液混合物通入反應器中進行熱解，在所述反應器出口收集所述熱解粉末；所述熱解氣體為第二含氧氣氛；優選地，所述第二含氧氣氛為空氣；所述氣液混合物通入所述反應器的流速為8～12l/min，所述熱解的溫度為500～850℃；優選地，所述氣液混合物通入所述反應器的流速為10～12l/min，所述熱解的溫度為600～750℃。
12、可選地，步驟s3中，所述混合處理包括向所述含li溶液中滴加所述na2co3飽和溶液；其中，所述混合處理的溫度為80～100℃。
13、可選地，步驟s4中，所述煅燒處理在含氧氣氛中進行，優選地，所述含氧氣氛為氧氣氣氛或空氣氣氛；所述煅燒處理的條件包括：溫度為550～650℃，時間為4～6h。
14、可選地，所述再生方法還包括：
15、將廢舊三元鋰離子電池置于導電液中浸泡，得到廢電池；
16、將所述廢電池進行拆解，得到廢舊正極極片；
17、將所述廢舊正極極片使用有機溶劑進行洗滌后，收集所述廢舊正極極片的粉料，得到正極廢料粉。
18、可選地，所述浸泡時間為48～72h；所述導電液選自nacl溶液、koh溶液、na2co3溶液和naoh溶液中的至少一種；優選地，所述導電液為nacl溶液，所述nacl溶液中nacl的質量分數為10～20wt％；所述有機溶劑包括碳酸二甲酯。
19、本專利技術的第二方面提供一種正極材料，所述正極材料根據上述的再生方法制備得到。
20、通過上述技術方案，本專利技術的有益技術效果為：
21、(1)本專利技術將噴霧熱解工藝成功地應用于三元鋰離子電池的正極材料的回收，可以同時實現選擇性li元素的提取和三元氧化物前驅體的合成。本專利技術將三元鋰離子電池的正極廢料粉經氯化焙燒、噴霧熱解、水浸得到licl溶液和三元氧化物前驅體，可直接用于制備電池級li2co3和ncm正極。同時附加焙燒工藝可有效去除噴霧熱解粉中殘留的cl，實現li和tms(過渡金屬元素)的深度分離。與直接從浸出液中去除tms的傳統方案相比，附加焙燒工藝可以保持三元氧化物中tms的目標比例，產出所需的三元前驅體。
22、(2)本專利技術通過氯化轉化工藝能夠提取廢ncm粉末中的所有金屬離子。隨后，氯溶液通過噴霧熱解過程轉化為licl和三元氧化物；本專利技術的工藝不需要加入其他的化學試劑，能夠大幅避免污染；同時本專利技術使用氯化物熱解溫度差異，能夠直接提取目標產物。
23、本專利技術的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
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1.一種廢舊鋰電池正極材料的再生方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的再生方法，其特征在于，步驟S1中，所述三元鋰離子電池的正極廢料粉與所述銨鹽混合的質量比為1：(1～5)；
3.根據權利要求1所述的再生方法，其特征在于，步驟S4中，所述三元氧化物前驅體與所述Li2CO3粉末混合的質量比為1：(0.98～1.05)。
4.根據權利要求1所述的再生方法，其特征在于，步驟S1中，所述焙燒處理在第一含氧氣氛中進行；所述焙燒處理的條件包括：溫度為200～800℃，時間為10～40min；
5.根據權利要求1所述的再生方法，其特征在于，步驟S2中，所述噴霧熱解處理包括：將所述液滴和熱解氣體的氣液混合物通入反應器中進行熱解，在所述反應器出口收集所述熱解粉末；
6.根據權利要求1所述的再生方法，其特征在于，步驟S3中，所述混合處理包括向所述含Li溶液中滴加所述Na2CO3飽和溶液；其中，所述混合處理的溫度為80～100℃。
7.根據權利要求1所述的再生方法，其特征在于，步驟S4中，所述煅燒處理在
8.根據權利要求1所述的再生方法，其特征在于，所述再生方法還包括：
9.根據權利要求8所述的再生方法，其特征在于，
10.一種正極材料，其特征在于，所述正極材料根據權利要求1～9中任意一項所述的再生方法制備得到。
...【技術特征摘要】
1.一種廢舊鋰電池正極材料的再生方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的再生方法，其特征在于，步驟s1中，所述三元鋰離子電池的正極廢料粉與所述銨鹽混合的質量比為1：(1～5)；
3.根據權利要求1所述的再生方法，其特征在于，步驟s4中，所述三元氧化物前驅體與所述li2co3粉末混合的質量比為1：(0.98～1.05)。
4.根據權利要求1所述的再生方法，其特征在于，步驟s1中，所述焙燒處理在第一含氧氣氛中進行；所述焙燒處理的條件包括：溫度為200～800℃，時間為10～40min；
5.根據權利要求1所述的再生方法，其特征在于，步驟s2中，所述噴霧熱解處理包括：將所述液滴和熱解氣體的氣液混合物通入反應器...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張業瓊，邵善德，江柯成，趙會文，於洪將，
申請(專利權)人：江蘇正力新能電池技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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