一种由废旧电池正极（镍钴锰酸锂）回收制备钠离子电池正极材料的方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115611321A(43)申请公布日2023.01.17(21)申请号202110602567.6H01M4/525(2010.01)(22)申请日2021.05.31H01M10/058(2010.01)H01M10/54(2006.01)(71)申请人福建师范大学地址350108福建省福州市闽侯县上街镇学园路福建师大旗山校区福建师大科研处(72)发明人曾令兴徐琴心曾诗涵袁紫薇段雪惠钱庆荣陈庆华黄宝铨肖荔人刘任嫔(74)专利代理机构福州智理专利代理有限公司35208专利代理师王义星(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)H01M4/505(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种由废旧电池正极（镍钴锰酸锂）回收制备钠离子电池正极材料的方法与应用(57)摘要本发明公开了一种由废旧电池正极（镍钴锰酸锂）回收制备钠离子电池正极材料的方法与应用，利用废旧商用三元电池中的过渡金属元素经浸出、共沉淀及煅烧直接转化为可用于钠离子正极的层状过渡金属氧化物。结果表明，该该钠离子电池正极材料表现出较优异的储钠性能。本发明操作过程简单，条件可控；以废旧动力电池为原料，回收其中有价成分，绿色环保、资源循环，实现废弃资源高值化利用；同时其中过渡金属元素可直接形成层状过渡金属氧化物，用于钠离子电池正极，短流程实现资源的再生和转化。CN115611321ACN115611321A权利要求书1/1页1.一种由废旧电池正极（镍钴锰酸锂）回收制备钠离子电池正极材料的方法，包括如下步骤：步骤一：酸浸将一定量分离出的镍钴锰酸锂（LiNixCoyMn(1‑x‑y)O2）正极材料置于添加一定量过氧化氢的硫酸溶液中加热搅拌，溶解充分，添加一定量的NiSO4、CoSO4、MnSO4调节金属比例；得金属硫酸盐溶液；步骤二：共沉淀往步骤一得到的金属硫酸盐溶液持续通入N2，将一定浓度的氨水与NaOH溶液同时滴加入上述金属硫酸盐溶液，调节pH至碱性，加热搅拌一段时间得到前驱体（NixCoyMn(1‑x‑y)OH2）沉淀；步骤三：煅烧以乙醇为分散剂，将步骤二得到的前驱体沉淀按一定比例与Na2CO3混合，置于球磨机球磨2~4h，得到混合物；将步骤（1）得到的混合物置于烘箱充分烘干；将干燥后的混合物置于马弗炉中，以1‑5oC/min速率升温至500700oC煅烧58h，再~~oo以1‑5C/min速率升温至900~1200C煅烧10~15h，得到层状镍钴锰氧化物钠电（NazNixCoyMn(1‑x‑y)O2）正极材料；步骤四：钠离子电池正极材料的应用将步骤（3）得到的层状镍钴锰氧化物材料作为钠离子电池正极的活性成分，与导电剂碳黑、粘结剂PVDF按照8:1:1的质量比混合研磨后均匀后涂覆在铝箔上作为工作电极，金属钠片为对电极，1mol/L的NaPF6/EC/PC为电解液组装成纽扣式2025型电池。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于由商用三元锂离子电池回收有价金属成分，再制造得高性能钠离子电池材料。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤一中，三元电池正极材料镍钴锰酸锂（LiNixCoyMn(1‑x‑y)O2）回收自厦钨新能源的废旧锂离子动力电池三元材料；三元电池正极材料镍钴锰酸锂（LiNixCoyMn(1‑x‑y)O2）中x:y=1：1或5：2或6：2：或8：1；所述添加一定量过氧化氢的硫酸溶液中过氧化氢体积比为1vol%~10vol%，硫酸浓度为0.5~1.0wt%；镍钴锰酸锂（LiNiCoMnO）材料与硫酸酸液固液比1060g/L，加热温度4080oC，反应时间12xy(1‑x‑y)2~~~h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤二中，所述氨水和NaOH溶液的浓度均为0.5~2.0M，氨水和NaOH溶液以1：2~5的质量比例同时滴加入上述金属硫酸盐溶液，溶液pH为101o~1，在温度40~70C下加热搅拌20~30h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤三中，前驱体与Na2CO3混合质量比例为1：0.2~0.5。6.权利要求1‑5任一所述的制备方法制得的钠离子电池正极材料为层状过渡金属氧化物（NazNixCoyMn(1‑x‑y)O2）钠电材料，其特征在于层状过渡金属氧化物（NazNixCoyMn(1‑x‑y)O2）钠电材料中z=0.45、0.67或0.8。2CN115611321A说明书1/6页一种由废旧电池正极（镍钴锰酸锂）回收制备钠离子电池正极材料的方法与应用技术领域[0001]本发明属于废旧电池再生技术领域，具体涉及一种废旧三元锂离子电池正极材料回收并合成钠离子电池正极材料的方法。背景技术[0002]随着电动车数量爆发式增长，