[发明专利]三元正极材料短流程回收再生方法、回收材料及应用

权利要求书

1.三元正极材料短流程回收再生方法，其特征在于，步骤如下：

（1）废旧锂电池的放电和极片分离：利用盐溶液对废旧锂电池放电，确保开路电压低于1.0V；将放电后锂电池拆解，分离外壳，得到电芯，将电芯浸入溶剂中清洗，得到清洗后电芯，电解液回收处理；采用反卷工艺对清洗后电芯分离得到正极片、隔膜和负极片；

（2）正极活性材料的剥离、浸出：利用有机溶剂剥离正极片上的活性材料，活性材料加入硫酸溶液中，同时加入还原剂溶解，过滤得到浸出液；有机溶剂为二甲基亚砜、N, N-二甲基乙酰胺、N, N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种；正极片与有机溶剂质量比为1：（3~10），剥离温度为60~150℃；

（3）浸出液经除铁、铜杂质离子处理：利用萃取剂除去浸出液中的铜离子，将除铜后的浸出液加热至60~90℃，再缓慢加入碱调节pH值至1.7~1.9，反应2h，过滤，除去铁离子；所述步骤（3）中萃取剂为酮/醛肟类萃取剂或改质肟类萃取剂；

（4）三元前驱体合成和锂离子回收：向步骤（3）中除铁浸出液添加可溶盐，调节浸出液中金属元素的摩尔比，并将溶液进行浓缩；在惰性气氛保护下，将浓缩后溶液、氢氧化钠和氨水，同时注入含有底液的反应釜中，控制整个反应体系的pH为10-12，搅拌加热反应10-16h，反应后的溶液经过陈化、洗涤、过滤，在110℃下干燥，得到三元前驱体；向过滤后的富锂滤液中加入饱和碳酸钠，析出得到碳酸锂沉淀，过滤、洗涤，干燥得到碳酸锂粉末；

（5）三元材料的制备：将所得三元前驱体和碳酸锂粉末按比例混合，煅烧、粉碎后过筛得到镍钴锰酸锂三元正极材料；

所述步骤（2）中硫酸溶液的浓度为2~8 mol/L，活性材料与硫酸溶液的质量比为1：（5~10）；还原剂为过氧化氢、亚硫酸盐或亚硫酸氢盐，还原剂与活性材料的质量比为（0.5~5）：1。

2.根据权利要求1所述的三元正极材料短流程回收再生方法，其特征在于：所述步骤（4）中添加可溶盐调节浸出液中镍钴锰离子的摩尔比为1:1:1、5:2:3、6:2:2或8:1:1。

3.根据权利要求1所述的三元正极材料短流程回收再生方法，其特征在于：所述步骤（4）中浓缩后溶液中金属离子的浓度为1~3 mol/L。

4.根据权利要求1所述的三元正极材料短流程回收再生方法，其特征在于：所述步骤（5）中三元前驱体和碳酸锂粉末的摩尔比为1：（1~1.05），煅烧温度为700℃~1000℃，煅烧时间为8~20 h。

5.权利要求1-4任一项方法制备得到的镍钴锰酸锂三元正极材料。

6.权利要求5所述的镍钴锰酸锂三元正极材料在制备锂离子电池中的应用。