利用汽车报废动力电池回收材料制备三元正极材料的研究

蒋琼 姚燕

摘 要：本文使用中试试制产线，回收报废汽车动力电池正极材料，并重新制备成新的NCM811三元正极材料。分别采用XRD、SEM对该材料进行结构表征，并对充放电和循环性能测试对材料进行电性能分析。结果表明，新合成的正极材料具有典型的α-NaFe2结构，具有球形和类球形的形貌，振实密度可达到2.54 g/cm3，但存一些杂质。在1C，3V-4.3V，25℃下，放电容量为189.8 mAh/g，循环100次后，容量保持率将近95%，放电容量相比主流企业的材料较低。

关键词：报废动力电池;中试;811三元正极材料;电化学性能

1 前言

新能源汽车快速发展的同时，带来了报废动力电池的处理问题，特别是三元锂电池，不仅含有对环境和人体有害的物质，如含氟电解液等危险物品，正极材料还含有镍、钴等稀缺资源[1]。锂电池的主要材料由正极材料、负极材料、隔膜和电解液等组成，而正极材料占据了整个锂电池材料成本的30%～40%[2]，为追求可持续发展和最大的经济效益，回收报废动力三元锂电池，将电池材料尽可能用于新产品中，重复利用，有利于实现资源最大化利用，且同时具有环境保护效益和经济效益，减少浪费和环境污染[6]。

关于从废旧锂电池回收有价金属，并将之再制备成三元前驱体和三元正极材料，各大高校或研究院等相关人员开展很多分析，郑莹等[3]提出了一种闭环回收废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的方法，采用硫酸作为浸出剂回收正极材料有价金属，采用化学沉淀法制备三元正极材料前驱体。曹玲等[4]探索了不同的反应温度、浸出时间等因素对回收正极材料的影响，分析了在不同煅烧温度下对新制备的正极材料结构的影响。……