[发明专利]三元材料微粉回收处理的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种三元材料微粉回收处理的方法及其应用，包括将三元材料微粉进行水洗，向水洗后微粉加入包覆剂和促进剂，在加热加压下进行反应，过滤得到包覆基材，再将包覆基材进行烧结，向烧结后物料中加入萃取剂，搅拌，过滤，烘干，所得烘干物料经过筛和除铁，即得三元正极材料。本发明加入包覆剂和促进剂对微粉进行高压水热包覆，包覆剂能够优化材料的存储性能，提升材料寿命，促进剂能够促进包覆剂更好的包覆在材料表面，防止包覆剂脱落。促进剂残留在材料内会影响材料循环性能的发挥，因此烧结后需加入萃取剂把残余的促进剂萃取出来。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种三元材料微粉回收处理的方法及其应用。

背景技术

目前，新能源汽车发展迅猛，年销售量不断攀升，锂电池销量也随之攀升。作为锂电池主要的正极材料，三元材料具有能量密度高，循环性能好等优点，其产能同时也在逐年扩张。在正极材料生产过程中，每生产1吨正极材料大约会产生1％的小颗粒微粉，主要是在粉碎过程产生，如果微粉混入成品中会对产品的循环性能造成影响。目前的正极材料厂的产能已能达到数万吨级别，每年在生产过程中产生的微粉数量也是非常庞大，目前许多企业处理微粉的方式是当做生产过程废料进行报废。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种三元材料微粉回收处理的方法及其应用，使得原本被报废的材料变成经济附加价值高的性能良好的三元正极材料，且该处理方法工艺难度小，易于实现。

根据本发明的一个方面，提出了一种三元材料微粉回收处理的方法，包括以下步骤：

S1：将三元材料微粉与水混合并搅拌一定时间，所得第一浆料进行脱水，得到微粉滤饼；

S2：将所述微粉滤饼加水搅拌，期间加入包覆剂和促进剂，得到第二浆料；所述促进剂为聚酰亚胺、聚氧化乙烯、聚乙烯亚胺、聚吡咯、三聚氰胺、聚乙烯醇、乙二醇、三乙胺、聚苯醚桐或聚噻吩中的一种或几种；

S3：将所述第二浆料在加热加压下进行反应，过滤得到包覆基材；

S4：将所述包覆基材进行烧结，向烧结后物料中加入萃取剂，搅拌，过滤，烘干，所得烘干物料经过筛和除铁，即得三元正极材料。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述三元材料微粉的粒径Dv50＜3.0μm；所述水与三元材料微粉的液固比为0.4-1.2L/kg。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述搅拌的转速为100-600rpm；优选地，所述搅拌的时间为5-30min。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述脱水的方式为压滤式脱水或离心式脱水。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述微粉滤饼的含水量为5-16％。

在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述包覆剂为TiO₂、AL₂O₃、ZrO₂、MgO、SnO₂、WO₃、AL(OH)₃、Li₃PO₄、CeO、Li₄TiO₄或In₂O₃中的一种或几种；优选地，所述包覆剂的添加量为三元材料微粉质量的0.1-0.9％。进一步地，加入包覆剂后搅拌3-10min。

在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述促进剂加入前需进行预处理：将促进剂加入到乙醇溶液中进行水浴或油浴加热搅拌溶解。进一步地，乙醇溶液的浓度为5％。

在本发明的一些实施方式中，步骤S2中，所述促进剂的添加量为三元材料微粉质量的0.2-1.2％。进一步地，加入促进剂后搅拌2-10min。