废旧锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料浸出与再生技术规范 - 水分含量的测定

T/CI 1265-2025 废旧锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料浸出与再生技术规范

范围
本文件规定了废旧锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料的浸出、金属元素提取、再生工艺全流程、回收率、理化性能、电化学性能及杂质含量指标、环境保护和安全，并描述了相应的检验方法。
本文件适用于废旧锂离子电池中镍钴锰酸锂正极材料浸出与再生。

术语和定义
GB/T 30902 界定以及下列术语和定义适用于本文件。
废旧锂离子电池  spent lithium-ion battery
失去原有使用价值的动力锂电池单体、模组及电池包等。
短时浸出  short-term leaching
使用酸碱或氧化还原剂等浸出试剂，对废旧锂子电池正极材料浸出，浸出时间在1h以内的操作。
再生  regeneration
不破坏材料的原始晶体结构，而是通过技术手段，将因使用而受损的关键材料修复至接近其初始的、未使用的状态。

金属元素提取方法及再生工艺流程
含镍、钴或锰的废旧锂离子电池浸出与再生方法
镍钴锰酸锂正极材料浸出与再生的工艺流程图
镍钴锰酸锂正极材料浸出与再生的工艺流程图如图1所示。


碱浸
碱浸时，应将分选后的废旧正极粉浸入1mol/L的NaOH溶液中，固液比设置为180g/L~200g/L，浸泡时间3h~6h。碱浸后将固体经去离子水洗涤3次，并置于鼓风干燥环境中干燥。
预处理
预处理时，应将分选后的废旧正极粉末置于预加热炉中，500°C~600°C空气氛围锻烧5h~6h，去除粉末中残留的导电碳、黏结剂和附着的有机化合物及残留的电解液等。
短时浸出提取方法
短时浸出时间应控制在1h以内，以草酸溶液作浸出剂举例。取一定量的废旧镍钴锰酸锂正极粉末加入， 加入0.6mol/L的草酸溶液于反应釜中，安装回流冷凝装置维持反应过程中溶液的体积。通过恒温装置控制反应温度保待在50°C~60°C，保持搅拌转速为700r/min~1000r/min，反应时间为30min~50min。反应结束后，将固液混合物一并转移至盛放容器，置于鼓风干燥环境或烘房中，蒸干直至得到固体前驱体。
水洗干燥
将得到的固体前驱体，用去离子水冲洗3次～5次后放入鼓风烘箱中，蒸干后得到干净的固体前驱体。
再生流程工艺
再生流程工艺包括以下内容：
a) 对前驱体进行固态球磨，按化学计量比补入CoC₂O₄、MnC₂O₄和Li₂C₂O₄使体系中的Li、N1、Co、Mn的摩尔含量为1.05、0.6、0.2、0.2或其他比例，此处以镍钴锰酸锂622型为例，其中锂额外补充5%，减少在烧结过程中锂的蒸发；
b) 对混合的前驱物再次固相研磨混匀，在马弗炉中以温度500°C~800°C固相烧结4h~6h；
c) 冷却后研磨，再放入隧道窑中以温度800°C~1000°C氧气氛围中固相烧结10h，得到再生的镍钴锰酸锂正极粉末材料。
原辅料
草酸：纯度＞99.9%。
草酸锂：纯度＞99.9%。
草酸镍：纯度＞99.9%。
草酸钴：纯度＞99.9%。
草酸锰：纯度＞99.9%。
去离子水，二级。
乙醇：工业级。
氮气：纯度(体积分数)＞99.9%。
氧气：纯度(体积分数)＞99.9%。
主要设备
鼓风烘箱：技术要求应符合 GB/T 30435 的规定。
马弗炉：技术要求应符合 GB/T 28849 的规定。
隧道窑：技术要求应符合 JC/T 2665 的规定。
球磨机：技术要求应符合 GB/T 25708 的规定。
恒温干燥箱或烘房：0～60°C，控制精度0.5°C。

检测方法
再生的镍钴锰酸锂正极材料的理化性质及杂质检测方法应符合表1的规定。




测定项目     检验标准
水分含量     GB/T 24533
GB/T 24533-2019 锂离子电池石墨类负极材料

回收率、理化性能、电化学性能及杂质含量指标
再生的镍钴锰酸锂正极材料的回收率、理化性能、电化学性能及杂质含量指标应符合表2的规定。



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