[发明专利]一种退役锂二次电池的再生方法在审

专利信息
申请号: 201910630158.X 申请日: 2019-07-12
公开(公告)号: CN110400983A 公开(公告)日: 2019-11-01
发明(设计)人: 项宏发;孙毅;梁鑫 申请(专利权)人: 合肥工业大学
主分类号: H01M10/42 分类号: H01M10/42;H01M10/54
代理公司: 北京山允知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11741 代理人: 鲁云博
地址: 230009 安*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 电芯 锂二次电池 清洗 清洗液 电解液 放电 再生 封装 正极 放电步骤 干燥环境 重新密封 锂离子 化成 电池 筛选 新鲜
【权利要求书】:

1.一种退役锂二次电池的再生方法,所述方法包括如下步骤:

A)放电步骤,将所述退役锂二次电池进行完全放电;

B)清洗和筛选步骤,在干燥环境下用清洗液清洗在步骤A中得到的完全放电的电池的电芯,直至清洗完成,并选取完好的电芯;

C)干燥步骤,干燥在步骤B中得到电芯;

D)注入电解液步骤,向干燥的电芯注入电解液,

E)原位补锂步骤,对正极进行补锂处理,得到再生的电芯;

F)封装步骤,将步骤E中得到的电芯重新密封,封装化成后得到锂二次电池,

其中,步骤B中的清洗完成是指:再次用1L的新鲜清洗液清洗电芯后的清洗液中的锂离子含量小于200ppm。

2.根据权利要求1所述的再生方法,其中,所述锂二次电池为锂离子电池,优选为磷酸铁锂电池。

3.根据权利要求1或2所述的再生方法,其中,步骤A中所述的完全放电是指将退役锂二次电池根据其标称容量值,控制放电电流在0.05-0.5A之间,经由先恒流、再恒压放电阶段使得电池电压下降为零的完全放电。

4.根据权利要求1或2所述的再生方法,其中,在不打开电池外壳的情况下实施步骤B,或者在打开电池外壳的情况下实施步骤B,

优选地,所述步骤B按照以下方式实施:

B1)对电池外壳钻孔,将清洗液注入到电池外壳中,浸泡电芯,重复进行抽出和注入,直至清洗完成;

或者

B2)拆开电池外壳,在清洗液中清洗电芯,直至清洗完成,

其中,所述清洗完成是指:再次用1L的新鲜清洗液清洗电芯后的清洗液中的锂离子含量小于200ppm。

5.根据权利要求4所述的再生方法,其中,在步骤B1或B2中,所述清洗完成是指:再次用1L的新鲜清洗液清洗电芯后的清洗液中的锂离子含量小于100ppm,优选小于20ppm。

6.根据权利要求1或2所述的再生方法,其中,在步骤B中,所述清洗液为选自有机溶剂、水或其混合物,优选地,所述有机溶剂选自C3-C8的酮、C1-C6的醇或C2-C6的醚。

7.根据权利要求1或2所述的再生方法,其中,步骤C中的干燥温度为20~90℃,优选30-70℃。

8.根据权利要求1或2所述的再生方法,其中,步骤D中使用的电解液为锂盐的溶液,所述锂盐选自LiPF6、LiBOB、LiClO4、LiFSI和LiTFSI中的至少一种,所述电解液中的溶剂为碳酸酯、醚和水的至少一种,优选所述电解液中的锂盐的浓度为0.5~2mol/L。

9.根据权利要求1或2所述的再生方法,其中,步骤E中所述对正极进行原位补锂处理,包括以下步骤:

E1)通过最终放电容量或元素分析锂离子含量在正极侧的含量,确定正极残余容量;

E2)根据步骤E1确定的所述正极容量与标称容量的差值计算补锂容量,并以正极侧为还原阴极,浸入在电解质溶液中的金属锂电极为氧化阳极,并通过盐桥来构建原电池,对正极侧进行原位补锂处理直至原电池放电容量为所述正极容量与标称容量的差值。

10.根据权利要求9所述的再生方法,其中,在步骤E2中的原电池中使用的电解质溶液中的溶质为选自LiPF6、LiCl、LiNO3、LiBOB、LiClO4、LiFSI和LiTFSI中的至少一种,溶剂为选自碳酸酯或醚,优选地,在步骤E2中使用的电解质溶液中的溶质浓度为0.5~2mol/L。

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