[发明专利]一种废旧锂离子电池正极材料再生方法

权利要求书

1.一种废旧锂离子电池正极材料再生方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将废旧正极材料、锂盐和添加剂混合后球磨，得到混合物，所述锂盐由锂盐LS1、锂盐LS2和锂盐LS3组成，锂盐LS1为硝酸锂或其与氢氧化锂、磷酸二氢锂和六氟磷酸锂中的至少一种组成，锂盐LS2为氯化锂或其与溴化锂和碘化锂中的至少一种组成，锂盐LS3为草酸锂或其与碳酸锂、醋酸锂和碳酸氢锂中的至少一种组成；所述添加剂为添加剂A1或其与添加剂A2组成，添加剂A1为硝酸钾或其与氢氧化钾和碳酸氢钾中的至少一种组成，添加剂A2选自氯化钾、溴化钾、氟化钾、碘化钾和碳酸钾中的至少一种；

（2）氧化性气氛下，以上述混合物为电解质，采用工作电极和对电极在260-500 ℃条件下进行电解；

（3）电解后，撤出工作电极和对电极，继续在氧化性气氛下以7-12 ℃·min^-1加热至600-680 ℃，保持0.3-1 h；然后在氧化性气氛下或者惰性气氛下继续以3-6 ℃·min^-1加热至800-1100 ℃，并保持3-8 h；冷却后经洗涤过滤并干燥后得到再生正极材料。

2.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料再生方法，其特征在于：步骤（1）中，所述废旧正极材料为镍钴锰正极材料、镍钴铝正极材料、镍酸锂正极材料、锰酸锂正极材料、镍锰酸锂正极材料、磷酸铁锂正极材料和钴酸锂正极材料中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料再生方法，其特征在于：步骤（1）中，所述废旧正极材料、锂盐和添加剂的质量比为（1-3）：（3-7）：（3-5）。

4.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料再生方法，其特征在于：步骤（1）中，所述球磨采用的磨球直径为0.5-1 cm，球磨机的转速为450-800 rpm，球料质量比为（5-9）：（1-2），球磨时间为2.5-4 h，磨球材质为硬质合金球、氧化锆球和不锈钢球中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料再生方法，其特征在于：步骤（1）中，所述锂盐LS1、锂盐LS2和锂盐LS3的质量比为（2-4）：（1-3）：（1-2）；其中锂盐LS1由质量比为（2-5）：（0-2）：（0-2）：（0-1.5）硝酸锂、氢氧化锂、磷酸二氢锂和六氟磷酸锂组成，锂盐LS2由质量比为（2-3）：（0-1.5）：（0-1）的氯化锂、溴化锂和碘化锂组成，锂盐LS3由质量比为（3-6）：（0-3）：（0-3）：（0-2）的草酸锂、碳酸锂、醋酸锂和碳酸氢锂组成。

6.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料再生方法，其特征在于：步骤（1）中，所述添加剂A1和添加剂A2的质量比为（4-6）：（0-2），其中添加剂A1由质量比为（1-6）：（0-5）：（0-3）的硝酸钾、氢氧化钾和碳酸氢钾组成。

7.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料再生方法，其特征在于：步骤（2）中，所述氧化性气氛为空气或氧气气氛；工作电极和对电极为铂电极、银电极、铅银合金电极和碳基导电材料中的至少一种；电压为3-5 V，电流密度为120-250 mA·cm^-2，电解时间为1.5-2.5 h。

8.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池正极材料再生方法，其特征在于：步骤（3）中，当废旧正极材料为废旧镍钴锰材料、废旧镍钴铝材料、废旧镍酸锂材料、废旧锰酸锂材料或废旧镍锰酸锂正极材料时，先在氧化性气氛下以7-12 ℃·min^-1加热至600-680 ℃，保持0.3-1 h；然后在氧化性气氛下以3-6 ℃·min^-1继续加热至800-1100 ℃，并保持3-8h；

当废旧正极材料为废旧磷酸铁锂材料或废旧钴酸锂材料时，先在氧化性气氛下以7-12℃·min^-1加热至600-680 ℃，保持0.3-1 h；然后在惰性气氛下继续以3-6 ℃·min^-1加热至800-1100 ℃，并保持3-8 h；

氧化性气氛为空气或氧气气氛；惰性气氛为氮气或者氩气气氛；采用去离子水洗涤去除锂盐和添加剂，洗涤过滤3-5次。