[发明专利]一种废旧三元正极材料单晶化再生方法

权利要求书

1.一种废旧三元正极材料单晶化再生方法，其特征在于，包括以下步骤：

将废旧三元正极材料的二次颗粒沿晶界裂开为一次颗粒；

对裂开为一次颗粒的三元正极材料进行熔盐煅烧，使一次颗粒形核生长为单晶颗粒；

去除熔盐，对生长为单晶颗粒的三元正极材料进行退火处理，得到单晶三元正极材料。

2.根据权利要求1所述的废旧三元正极材料单晶化再生方法，其特征在于，熔盐煅烧的温度为500℃~850℃，熔盐煅烧时间为6h~24h。

3.根据权利要求1或2所述的废旧三元正极材料单晶化再生方法，其特征在于，退火处理包括在2℃/min~5℃/min的升温速度下升温至600℃~800℃退火处理5h~7h。

4.根据权利要求1或2所述的废旧三元正极材料单晶化再生方法，其特征在于，将废旧三元正极材料的二次颗粒沿晶界裂开成一次颗粒包括：

将废旧三元正极材料与无水乙醇混合后湿磨，得到一次颗粒三元正极材料，其中，湿磨过程中的液固比为5ml/g~30ml/g，球料比为(5~50):1，转速为100r/min~500r/min，湿磨时间为5min~60min；或，

将废旧三元正极材料与水溶液或第一锂盐溶液混合，在180℃~280℃条件下进行水热反应10h~30h，反应结束后得到一次颗粒三元正极材料，其中，废旧三元正极材料与溶液的液固比为10ml/g~25ml/g；或，

以废旧三元正极材料为负极，第二锂盐溶液为电解液，在电流密度为5mA.cm^-2~50mA.cm^-2条件下进行电解，电解完成后得到一次颗粒三元正极材料，其中，电解液中的锂离子浓度为1mol/L~3mol/L。

5.根据权利要求4所述的废旧三元正极材料单晶化再生方法，其特征在于，对裂开为一次颗粒的三元正极材料进行熔盐煅烧包括：

将湿磨后得到的一次颗粒三元正极材料、水热反应后得到的一次颗粒三元正极材料或电解后得到的一次颗粒三元正极材料与熔盐、补锂剂混合，研磨后进行熔盐煅烧，其中，废旧三元正极材料与补锂剂的摩尔比为(50~2):1。

6.根据权利要求4所述的废旧三元正极材料单晶化再生方法，其特征在于，第一锂盐包括氢氧化锂、氢氧化锂水合物、硫酸锂、硫酸锂水合物、氯化锂、氯化锂水合物、硝酸锂、醋酸锂和醋酸锂水合物中的一种或多种组合；第二锂盐包括硫酸锂、氯化锂和硝酸锂中的一种或多种组合。

7.根据权利要求1或2所述的废旧三元正极材料单晶化再生方法，其特征在于，将废旧三元正极材料的二次颗粒沿晶界裂开成一次颗粒包括：

将废旧三元正极材料与熔盐、补锂剂混合后研磨，在850℃~1050℃条件下进行高温煅烧，高温煅烧结束后，得到一次颗粒三元正极材料。

8.根据权利要求7所述的废旧三元正极材料单晶化再生方法，其特征在于，对裂开为一次颗粒的三元正极材料进行熔盐煅烧包括：在高温煅烧后进行降温处理，以使温度达到500℃~850℃后进行熔盐煅烧。

9.根据权利要求5或8所述的废旧三元正极材料单晶化再生方法，其特征在于，熔盐包括硫酸锂、硫酸锂水合物、氯化锂、氯化锂水合物、硫酸钠、硫酸钠水合物、氯化钠和氯化钾中的一种或多种组合；补锂剂包括氢氧化锂、氢氧化锂水合物、碳酸锂、醋酸锂和醋酸锂水合物中的一种或多种组合。

10.根据权利要求1、2、5、6或8所述的废旧三元正极材料单晶化再生方法，其特征在于，废旧三元正极材料为多晶三元正极材料，其化学式为LiNi_xCo_yMn_zO₂或者LiNi_xCo_yAl_zO₂，其中x+y+z=1，1x≥0.5。