[发明专利]一种从废旧锂电池中回收正极并再生修复的方法及系统

权利要求书

1.一种从废旧锂电池中回收正极并再生修复的方法，其特征在于包括：

（1）对废旧三元锂电池进行放电、去除外壳，在密闭保护气氛中切割端头、抽取出极片和隔膜，并于清洗槽中清洗电解液和电解质，经风干后的极片经分选、切割分类出正极片、负极片和隔膜；

（2）负极片经水浸溶解粘结剂，经过滤、烘干回收得到初级的铜箔和碳粉；

（3）在350~650℃下对步骤（1）所获正极片进行热解处理1~360min，至少用于去除所述正极片中的粘结剂，再采用淬冷介质使所述正极片的温度从350~650℃瞬间降低到0~30℃，使所述热解处理和淬冷交替进行，并在超声震荡中处理，使正极材料和铝箔剥离，过滤得到铝箔和黑色粉末，而后于30~100℃进行烘干，采用筛分分离铝箔，所述筛分的孔径为1.25~2000µm，过滤得到的黑色粉末经过烘干磁选去除金属碎屑，最后于400~850℃进行焙烧处理0.1~10h，获得正极粉体；

（4）将二氧化硅、二氧化钛、氧化钇中的任意一种与经过焙烧处理的正极粉体、氢氧化锂均匀混合，对所获混合物进行研磨，之后在富氧气氛下进行烧结处理，烧结温度为两段，第一阶段的烧结温度为450~650℃，第二阶段的烧结温度为750~950℃，烧结时间为0.5~24h，升温速率为1~20℃min，使二氧化硅、二氧化钛或氧化钇包覆修饰在正极粉体的表面从而形成包覆层，获得修复的复合正极材料，所述包覆层的厚度为1~50nm，所述包覆层的材质为Li₄SiO₄、Li₄TiO₄或LiYO₂，所述氢氧化锂与经过焙烧处理的正极粉体的摩尔比为1.01~1.10：1，所述二氧化硅、二氧化钛或氧化钇与经过焙烧处理的正极粉体的摩尔比为1~10：100。

2.根据权利要求1所述的从废旧锂电池中回收正极并再生修复的方法，其特征在于：所述废旧三元锂电池选自镍钴锰三元废旧锂电池或镍钴铝三元废旧锂电池。

3.根据权利要求2所述的从废旧锂电池中回收正极并再生修复的方法，其特征在于：所述镍钴锰三元废旧锂电池的类型选自111、523、622或811型。

4.根据权利要求1所述的从废旧锂电池中回收正极并再生修复的方法，其特征在于：所述淬冷介质选自冰水、冷水或冷风。

5.一种从废旧锂电池中回收正极并再生修复的系统，其应用于权利要求1-4中任一项所述的方法中，其特征在于包括：

拆分机构，其能够对废旧三元锂电池进行拆解、分类；

电解液回收机构，其能够对废旧三元锂电池中的电解液进行回收；

低温热处理机构，其能够去除正极片、负极片中的粘结剂；

冷淬-磁选-筛分机构，其能够对所述正极片、负极片进行冷淬、磁选和筛分获得正极片；

焙烧机构，其能够对筛分出的正极片进行焙烧处理，获得正极粉体；

研磨机构，其能够使所述正极粉体、锂盐和包覆原料均匀混合，获得混合物；

烧结机构，其能够对所述混合物进行烧结处理。

6.根据权利要求5所述的从废旧锂电池中回收正极并再生修复的系统，其特征在于：所述电解液回收机构包括清洗单元、尾气处理单元、电解液收集单元和减压蒸馏单元。