一种钠离子电池磷酸盐电极材料的热修复再生方法

技术特征：
1.一种钠离子电池磷酸盐电极材料的热修复再生方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤一：常温常压下，将已循环至失效的钠离子成品电池拆解，得到含电极活性物质、导电剂、粘结剂、铝集流体及其他杂质于一体的磷酸盐电极e1；所述成品电池的正、负极中至少有一种为磷酸盐电极；步骤二：利用破碎机将步骤一中所得的整体磷酸盐电极e1破碎，得到含铝金属的集流体碎块c1和含电极活性物质的粉体e2以及少量杂质的混合物m；步骤三：通过多级分离器将步骤二所得的混合物m分离，分别得到铝集流体的碎块c1以及含电极活性物质的粉体材料e2；步骤四：对步骤三所得的颗粒分布和元素分布不均匀的粉体材料e2进行机械混合、混匀，并通过球磨控制粉体粒度均匀，得到预处理的电极粉体材料e3；步骤五：将步骤四中所得电极粉体材料e3送入气氛保护的旋转管式加热炉中进行煅烧，以除去可受热分解的杂质，随炉冷却，得到第一次热处理后的电极粉体材料e4；步骤六：将步骤五中所得电极粉体材料e4与钠源、碳源混合，经机械混合后，得到混合后的粉体材料e5；步骤七：将步骤六中所得粉体材料e5送入气氛保护的旋转管式加热炉中进行第二次煅烧，以使得粉体材料中的活性物质与碳源、钠源发生化学反应，随炉冷却，即得热修复再生后的电极粉体材料e6。2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池磷酸盐电极材料的热修复再生方法，其特征在于：步骤一中，所述成品电池按种类包括扣式电池、圆柱形电池、方形外壳电池、软包电池；所述成品电池，按工作原理包括以钠离子为嵌脱物种的正负极组装而成的各类电池。3.根据权利要求1或2所述的一种钠离子电池磷酸盐电极材料的热修复再生方法，其特征在于：步骤一中，所述磷酸盐电极的活性物质为过渡金属磷酸盐及其衍生物，所述过渡金属磷酸盐中的过渡金属元素包括钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌中的一种或多种的混合物；所述过渡金属磷酸盐按阳离子分类包括锂离子、钠离子、钾离子中的一种或多种的混合物而得的磷酸盐；所述过渡金属磷酸盐衍生物为氮、氧、氟、磷、硫、氯元素中的一种或多种对原有磷酸根离子的取代、置换而得的聚阴离子衍生物。4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池磷酸盐电极材料的热修复再生方法，其特征在于：步骤二中，所述粉体e2为包含电极活性物质、导电剂、粘结剂中的一种或多种的混合物。5.根据权利要求1或4所述的一种钠离子电池磷酸盐电极材料的热修复再生方法，其特征在于：步骤三中，所述多级分离器的多级是指多个相同分离器联用或者不同种分离器、工业用筛串用以实现高效分离作用的协作形式；所述分离器包括旋风分离器、重力旋转式分离器；所述工业用筛包括分子筛、振动筛、摇摆筛。6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池磷酸盐电极材料的热修复再生方法，其特征在于：步骤四中，所述机械混合的方式为固相混合方式；所述粉体粒度均匀是指粉体的粒径范围在10纳米～10微米，平均粒径为100～500纳米，且粉体颗粒的粒径集中分布在100～500纳米。7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池磷酸盐电极材料的热修复再生方法，其特征
在于：步骤五中，所述保护气氛为氩气、氮气、氢气中的一种或多种的混合物；所述煅烧温度为100～500℃，煅烧时间为0.5～4h，升温速率为1～10℃/min。8.根据权利要求1所述的一种钠离子电池磷酸盐电极材料的热修复再生方法，其特征在于：步骤六中，所述钠源为氟化钠、乙酸钠、碳酸钠、硝酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠中的一种或多种的混合物；所述碳源为葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、生物质碳中的一种或多种的混合物。9.根据权利要求1所述的一种钠离子电池磷酸盐电极材料的热修复再生方法，其特征在于：步骤六中，所述钠源na
m
x的加入量x与粉体电极材料m
n
y的加入量y的摩尔比满足mx：ny＝0.01～0.1：1，其中na
m
x中，x表示除na元素以外的一种或多种化学元素，m
n
y中，m表示过渡金属，y表示除过渡金属外的一种或多种化学元素；所述碳源的加入量为粉体电极材料重量的1％～5％。10.根据权利要求1所述的一种钠离子电池磷酸盐电极材料的热修复再生方法，其特征在于：步骤七中，所述保护气氛为氩气、氮气、氢气中的一种或多种的混合物；所述煅烧的温度为500～1000℃，煅烧时间为4～20h，升温速率为1～10℃/min。

技术总结
一种钠离子电池磷酸盐电极材料的热修复再生方法，属于电池材料回收再利用技术领域。其技术路线如下：(1)拆解失效电池，得到磷酸盐电极片；(2)破碎电极片，得到粉体原料和集流体碎块的混合物；(3)分离并收集粉体原料；(4)混合粉体原料并控制粒度；(5)高温预烧去除杂质；(6)加入钠源、碳源并混匀；(7)二次烧结以修复材料。本发明操作性强、适用于大批量原料、再生修复效果显著，修复后材料的克容量、工作电压、能量密度、循环寿命等电池储能性质均得到大幅度恢复，提高了回收利用失效电极材料的经济效益。本发明可在热修复电极材料的同时对材料进行二次改性，起到兼顾性能恢复和性能提升的统筹作用，进一步提高实用价值。进一步提高实用价值。进一步提高实用价值。


技术研发人员：王振波 邓亮 赵磊 夏洋 孙美岩 郑胤岐
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.05.05
技术公布日：2022/7/29