一种废旧钴酸锂电池正极材料回收再生钠离子电池负极材料的方法

摘要

本发明针对废旧钴酸锂电池正极材料设计了一种简便高效的再生工艺，使得废旧钴酸锂正极材料中的钴资源能够重新利用，再生为钠离子电池金属硫化物负极材料，属于锂离子电池材料回收技术领域。主要包括以下步骤：步骤1，将废旧正极钴酸锂粉末材料进行机械球磨处理，使得废旧电极复合材料实现均匀混合；步骤2，将分别装有升华硫和废旧电极材料的瓷舟放置于管式炉上游和中部，在Ar/H2气氛下进行高温煅烧，实现固‑固转化，一步实现金属硫化物的制备；步骤3，将得到的金属硫化物材料进行水浸提锂，浸出渣烘干后，可直接用于钠离子电池负极材料。本发明可以有效的缓解环境与资源的压力，带来巨大的经济效益。同时，此方法工艺简单高效，有利于实现大规模制备。

说明书

技术领域

本发明属于废旧锂离子电池回收再利用领域，特别涉及到一种废旧钴酸锂电池正极材料回收再生钠离子电池金属硫化物负极材料的方法。

背景技术

随着人们对环境和资源的日益重视，锂离子电池作为一种新型动力源被广泛应用于电动汽车中，以减少温室气体排放。然而，锂离子电池使用寿命短，近年来，锂离子电池的报废数量成指数上升趋势。废旧锂离子电池材料中包含大量的有害、有毒物质与有价金属资源，因而废旧锂离子电池的合理回收，不仅可以起到保护环境的作用，还可以缓解资源紧张，带来巨大的经济效益。

公开号为CN112479264A的专利公开了一种掺杂型大颗粒碳酸钴及利用废钴酸锂电池制备其的方法，通过将废旧钴酸锂正极片焙烧、浸出、分离杂质离子，调控金属离子含量得到混合盐溶液，使其与N

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺流程简短，能够实现废旧钴酸锂正极材料高效回收、制备高性能钠离子电池金属硫化物负极材料的方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现，包括以下步骤：

步骤1：将废旧正极钴酸锂粉末材料进行机械球磨处理，使得废旧电极复合材料实现均匀混合；

步骤2：将分别装有升华硫和废旧电极材料的瓷舟放置于管式炉上游和中部，在Ar/H

步骤3：将得到的金属硫化物材料进行水浸提锂，浸出渣烘干后，可直接用于钠离子电池负极材料。

优选的，步骤1中球磨时间为2～24h。

优选的，步骤2中所放升华硫与废旧电极材料的质量比为1～10：1～9。

优选的，步骤2中的煅烧时间为1～4h，煅烧过程的升温速率为2～10℃/min，煅烧温度为400～900℃。

优选的，步骤3中金属硫化物材料在水中的质量浓度为0.0003～0.1g/mL。

优选的，步骤3中金属硫化物材料水浸时长为1～8h。

优选的，步骤3中浸出渣烘干温度为60～150℃。

本发明的有益效果：

(1)废旧钴酸锂电池正极材料中的钴资源实现增值化处理。

(2)在回收体系内，展开负极材料的研究，丰富了回收体系内容，制备了金属硫化物用于钠离子电池负极材料，展示出了优异的电化学性能。

(3)回收流程大大缩减，避免了传统的酸浸溶解这一过程，直接实现固-固转化，方法简单，具备大规模制备的可行性。

附图说明

图1是再生材料的X射线衍射测试图；

图2是再生材料电化学性能测试图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

(1)取20g废旧钴酸锂正极粉末加入球磨罐中，放入球磨机中，以转速600r/min，研磨9h，得到均匀混合的粉末材料。

(2)取5g升华硫和5g废旧电极材料分别放入不同的小瓷舟中，并分别将其放置于管式炉炉管上游和中间部分，在Ar/H

(3)将得到的复合材料放入烧杯内，同时添加600mL去离子水，将Li提取出来，在超声条件下处理30min以后，进行抽滤，滤饼在120℃烘箱内烘干，得到金属硫化物材料，物相测试结果如图1所示，为CoS

(4)在室温条件进行电化学性能测试。结果显示(图2)，在0.5A/g下，循环100圈以后，比容量为296.4mAh/g，表现出高的比容量与良好的循环稳定性。

实施例2

(1)取20g废旧钴酸锂正极粉末加入球磨罐中，放入球磨机中，以转速300r/min，研磨9h，得到均匀混合的粉末材料。

(2)取5g升华硫和5g废旧电极材料分别放入不同的小瓷舟中，并分别将其放置于管式炉炉管上游和中间部分，在Ar/H

(3)将得到的复合材料放入烧杯内，同时添加300mL去离子水，将Li提取出来，在超声条件下处理30min以后，进行抽滤，滤饼在120℃烘箱内烘干，得到金属硫化物材料。