【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及退役动力锂电池处理，尤其是一种退役动力锂电池正极性能再生方法及再生正极材料与应用。
技术介绍
1、退役动力锂电池作为一种高价值的“城市矿山”，其所富含的金属资源具有较强的回收价值。不同于自然矿物，退役动力锂电池种类丰富且结构复杂，因此处理工艺也极其繁杂，回收方法主要分为火法冶金、湿法冶金，以及新兴的机械力化学、电化学沉积、超临界流体萃取以及离子液体提纯技术。
2、其中，湿法冶金是最主要的处理方式，占回收领域的52.76％。湿法回收工艺是通过酸碱溶液对废旧锂电池中金属离子进行溶解，然后进一步通过沉淀、吸附等手段将溶液中的离子进行再提取，虽回收纯度高，但各回收步骤之间相互独立、回收工艺冗长，且目标产物的除杂困难、耗能较高，回收过程常伴有大量废液的产生，存在环境污染问题。火法冶金需要在1200～1450℃的温度下进行还原熔炼，高温耗能，且通常会产生大量的co、co2、voc和粉尘，污染环境，而且其难以对有价金属进行有效回收。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种退役动力锂电池正极性能再生方法及再生正极材料与应用，采用热解进行氮锂元素共掺杂将其修复再生，再组装为锂电池，简化了工艺流程，减少了污染物的排放，实现废弃锂电池简便资源化回收处理。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种退役动力锂电池正极性能再生方法，包括：
4、s1、拆解退役动力锂电池，获得由废旧正极材料、导电剂、粘结剂、集流体构
5、s2、称取一定质量的锂源和氮源，将其均匀涂覆到所述废旧正极片的所述废旧正极材料表面；
6、s3、采用热解法处理涂覆有锂源和氮源的废旧正极材料，实现退役动力锂电池正极性能再生。
7、进一步技术方案为：
8、步骤s2中所述锂源为碳酸锂、硝酸锂、乙酸锂、氢氧化锂中的至少一种，锂元素的添加量为废旧正极材料中理论含锂量的5％～30％。
9、步骤s2中所述氮源为有机氮源，包括三聚氰胺、尿素、聚苯胺、多巴胺、聚吡咯中的至少一种，氮元素的添加量为废旧正极材料质量的1％～20％。
10、步骤s3中所述热解法包括：先升温至300～500℃、保温1～3h，再升温至600～800℃、保温3～8h，两段升温的速率均为1～10℃/min。
11、步骤s1中所述废旧正极材料为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元材料中的一种。
12、步骤s2中所述锂源和氮源的涂覆方式为喷涂。
13、本专利技术还提供一种退役动力锂电池再生正极材料，根据所述再生方法制得，所述再生正极材料以补锂后的所述废旧正极材料为主体，含有热解过程中有机氮源、导电剂、粘结剂及电解质转化得到的碳物质与掺氮碳物质；所述再生正极材料具有所述废旧正极材料的晶体结构，还存在热解过程中构造的氧空位。
14、本专利技术还提供一种所述的退役动力锂电池再生正极材料的应用，将所述再生正极材料制成再生正极片，而后利用所述再生正极片组装扣式电池，通过测试所述扣式电池的充放电比容量、循环性能及倍率性能，对所述再生正极材料的性能进行评估，根据评估结果将所述再生正极材料分类应用于不同场景。
15、本专利技术的有益效果如下：
16、1、相比于现行火法与湿法冶金处理退役动力锂电池涉及的冗长步骤及由此造成的高能耗与高碳排放，本专利技术通过喷涂锂源与有机氮源后热解处理退役动力锂电池，实现了一步法补锂与掺氮再生退役动力锂电池正极材料性能，且热解能去除退役动力锂电池废旧正极材料与集流体之间的粘结剂，使再生正极材料从集流体上脱落，便于后续再生动力锂电池的组装，具有方法简单高效、操作流程短、经济性好等优势。
17、2、相比于商用动力锂电池正极材料，本专利技术采用热解法补锂与掺氮得到的再生正极材料仍以磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂或三元材料为主体，还具有粘结剂、导电剂、沾附的电解质及喷涂的有机氮源热解转化生成的碳物质和掺氮碳物质及氧空位，形成一个优良的连续电子导电层，其能提高再生正极材料的电子传输能力，有助于进一步提高再生电池的充放电比容量、循环性能及倍率性能。且粘结剂、导电剂、电解质和有机氮源的热解，能进一步提供还原氛围，避免正极材料的氧化，确保再生正极材料的性能。
18、3、相比于常规浸渍、混合等锂源和有机氮源的掺杂方法，本专利技术采用的喷涂法能使锂源及有机氮源与废旧正极材料均匀且充分接触，使一步热解法得到的再生正极材料具有均一且稳定的性能。
19、4、相比于常规的热解污染物离线处理方法，本专利技术采用的两段式串联热解工艺借助碳酸钙热解产生的氧化钙原位吸收废旧正极片中粘结剂和电解质热解产生的氟化氢，确保无氟排放，实现退役动力锂电池的无害化处理，并能联产高品质氟化钙副产物，大幅提高工艺的经济效益。
20、5、相比于追求再生正极材料性能的单一目标，本专利技术通过组装扣式电池评价再生正极材料性能后便于实现分类利用，提高了资源化利用水平。
21、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
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1.一种退役动力锂电池正极性能再生方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的退役动力锂电池正极性能再生方法，其特征在于，步骤S2中所述锂源为碳酸锂、硝酸锂、乙酸锂、氢氧化锂中的至少一种，锂元素的添加量为废旧正极材料中理论含锂量的5％～30％。
3.根据权利要求1所述的退役动力锂电池正极性能再生方法，其特征在于，步骤S2中所述氮源为有机氮源，包括三聚氰胺、尿素、聚苯胺、多巴胺、聚吡咯中的至少一种，氮元素的添加量为废旧正极材料质量的1％～20％。
4.根据权利要求1所述的退役动力锂电池正极性能再生方法，其特征在于，步骤S3中所述热解法包括：先升温至300～500℃、保温1～3h，再升温至600～800℃、保温3～8h，两段升温的速率均为1～10℃/min。
5.根据权利要求1所述的退役动力锂电池正极性能再生方法，其特征在于，步骤S1中所述废旧正极材料为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元材料中的一种。
6.根据权利要求1所述的退役动力锂电池正极性能再生方法，其特征在于，步骤S2中所述锂源和氮源的涂覆方式为喷涂。
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