[发明专利]一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法有效

专利信息
申请号: 202010934418.5 申请日: 2020-09-08
公开(公告)号: CN112670602B 公开(公告)日: 2023-07-25
发明(设计)人: 曹元成;郭亚晴;黄鹏杰 申请(专利权)人: 华中科技大学
主分类号: H01M10/42 分类号: H01M10/42;H01M10/54;H01M10/0525;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525
代理公司: 武汉卓越志诚知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42266 代理人: 胡婷婷
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 锂离子电池 三元 正极 材料 再生 修复 处理 方法
【权利要求书】:

1.一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1.将失效的锂离子电池三元正极材料加入到N,N-二甲基甲酰胺中除去电解质,然后将其浸泡至温度为45-75℃的N-甲基-2-吡咯烷酮中进行洗涤处理,然后测试其表面的CEI膜的厚度,接着进行离心、干燥、筛分和退火处理,得到预处理三元正极材料;

S2.将步骤S2得到的所述预处理三元正极材料和LiOH溶液混合均匀,然后在200~250℃下水热反应1~3h,过滤烘干,得到表面包覆有LiOH的三元正极材料;

S3.将步骤S2得到的所述表面包覆有LiOH的三元正极材料在空气氛围中进行高温煅烧处理,以使表面包覆的LiOH与空气中的二氧化碳反应生成碳酸锂熔融盐,并使CEI膜中的无机锂盐高温熔融形成酸锂熔融盐,进而和表面的岩盐相反应,得到修复的三元正极材料;其中,所述高温煅烧处理的温度和时间与步骤S1中所述CEI膜的厚度呈正相关性,当所述CEI膜的厚度为5~10nm时,所述高温煅烧处理的温度为810~850℃,时间为4~6h。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法,其特征在于,在步骤S1中,所述N-甲基-2-吡咯烷酮与所述锂离子电池三元正极材料的质量比为4~8:1。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法,其特征在于,在步骤S1中,所述退火处理的温度为400~450℃,时间为1~3h。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法,其特征在于,在步骤S1中,所述CEI膜的厚度为3~10nm。

5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法,其特征在于,所述CEI膜的厚度通过透射电镜测试得到。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法,其特征在于,在步骤S2中,所述LiOH溶液的浓度为2~4mol/L,所述预处理三元正极材料和LiOH的摩尔比为1:0.3~0.5。

7.根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法,其特征在于,在步骤S3中,当所述CEI膜的厚度为3~5nm时,所述高温煅烧处理的温度为760~810℃,时间为2~4h。

8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法,其特征在于,所述高温煅烧处理的升温速率为1~3℃/min。

9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法,其特征在于,所述失效的锂离子电池三元正极材料为失效的NCM三元材料。

10.根据权利要求9所述的一种锂离子电池三元正极材料的再生修复处理方法,其特征在于,所述失效的锂离子电池三元正极材料为失效的NCM 523三元材料。

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