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随着全球的经济的迅猛发展,越来越多的锂离子电池被广泛应用在便携式电子产品和新能源汽车上,而锂离子电池大规模的应用产生了大量的报废。废旧锂离子电池如果随意丢弃不仅会严重污染环境,而且会造成锂、过渡金属、铜、铝等资源的浪费。然而相比于报废规模,锂离子电池的回收量远远没有达到预期值。因此,无害化处理废旧锂离子电池和资源再利用意义重大。废旧锂离子电池的回收再利用不仅可以保护环境还可以节约资源。三元正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2因其较高的能量密度和放电比容量已广泛应用在动力电池上。本论文主要了研究了 LiNi0.5Co0.2Mn0.302型废旧锂离子电池的安全回收和正极材料再利用,从单体电池的安全分解回收技术到废旧正极材料的改性再利用研究,确定了最佳的改性条件。(1)首先采用将废旧锂电池浸没在铜粉中的物理放电方法实现了安全放电,然后在密封手套箱中拆解并分离出不锈钢壳、极耳、正极片、负极片和隔膜,并将这些部件浸泡在DMF中以去除电解液;将正极片浸泡在1 mol·L-1的KOH溶液中去除电解质LiPF6和铝箔,将得到的废旧正极材料离心、干燥、过筛并在600℃下退火6 h以去除粘结剂PVDF和导电炭黑,实现了纯净废旧LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(SNCM)的回收;将负极片浸泡在0.01 mol·L-1的KOH溶液中去除粘结剂SBR和电解质LiPF6,将负极材料离心、干燥、过筛,得到了废旧石墨材料(SG),同时回收了铜箔。(2)采用0.38LiOH-0.62LiNO3作为熔盐体系,将回收得到的废旧三元正极材料SNCM与熔盐体系混合,采用熔盐法辅助梯度煅烧再生了正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2。按照Li:(Ni+Co+Mn)=0.8、1.1、4的熔盐比例,探究了不同熔盐比例对再生NCM材料性能的影响。再生材料的层状结构得以恢复,颗粒为单晶颗粒。熔盐比例为1.1的MS1.1样品在0.2C倍率下首圈放电比容量为152.5 mAh·g-1,并且循环100圈后容量保持率为86.3%。MS1.1(MS=Molten-salt)样品不同倍率下放电比容量比MS0.8和MS4高,循环稳定性最好,Li+传递率最高,电化学性能最好。(3)基于最佳的熔盐比例,进一步比较了 850℃、930℃和990℃的煅烧温度对再生材料的电化学性能影响。930℃煅烧得到的MS1.1-1样品在0.2 C倍率下首圈放电比容量为158.9 mAh·g-1,并且循环100圈后容量保持率为87%,不同倍率下的放电比容量均比MS1.1要高;990℃煅烧得到的MS1.1-2颗粒较大、尺寸不均,容量表现异常。电化学测试表明MS1.1-1样品循环稳定性更好,Li+传递率更高。