1.本发明涉及废弃锂离子电池材料回收技术领域,尤其是涉及一种失效锂离子电池正极材料修复方法、再生正极材料及应用,具体涉及一种失效锂离子电池正极材料修复方法、再生正极材料及使用该再生正极材料的正极片和电池。
背景技术:
2.近年来,随着移动电子设备和电动汽车的大量使用,锂离子电池的使用量与日俱增,尤其是新能源汽车爆发式的增长,让锂离子电池的产量呈现井喷的趋势。据统计2020年,中国锂离子电池正极材料的产量达到51.9万吨,而锂电池的寿命一般在3
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5年,预计到2025年,中国会产生接近30万吨废弃锂离子电池正极。锂离子电池正极材料中蕴含着大量锂、钴、镍、锰等金属,价值较高,同时这些金属中很大部分是重金属,处理不当对于环境保护会产生十分不利的影响。因此,锂离子电池的回收,既是资源的循环利用,对于环境保护也有重大意义。
3.传统的锂离子电池正极材料回收方法主要沿用了传统的冶金思路,可以分为火法与湿法回收两个大类。火法回收使用高温还原焙烧的方法,将电极材料分解后,一部分有机金属形成合金,另一部分进入炉渣,再经过后续的提取后得到产物,整个过程能耗高且过程冗长。湿法回收使用浸出的方式,将正极材料分解后,通过后续的沉淀、萃取等方法将有价金属提出,虽然不再需要高温,然而大量含酸废水的处理也是一个难题,同时试剂成本也较高。目前世界范围内锂离子电池的回收率都非常低,传统的回收方法从经济性、环保角度上看都不具备大规模处理废弃锂离子电池的潜力,开发新的、高效、低成本的绿色回收方法势在必行。
4.直接对正极材料进行修复的回收思路,不经过先分解后提取的过程,规避了传统回收方法的问题,是一个极具前景的方向。目前,有研究者提出了采用固相烧结法对正极材料进行修复,即根据失效正极的组成,外加一定量的锂源,通过球磨、喷雾、液相吸附等方法对失效的正极材料进行补锂,随后经过高温焙烧得到修复的正极。但该方法中补锂的量需要通过测定失效正极中的锂含量来确定,而在实际的电池回收中,所得到的失效正极来源广泛,其锂的残余含量各不相同,因此该方法的大规模实用性有待商榷。还有研究者提出了通过电化学法进行失效正极的修复,但其需要先酸浸,再进行电化学沉积,并不能直接回收,且电化学沉积过程对于设备也有一定要求。此外,还有研究者提出了通过水热法使正极材料溶解再析出以修复其结构,但该过程涉及分解
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再结晶的步骤,
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