【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种失效石墨负极提锂溶液直接再生失效三元正极材料的方法，特别涉及一种利用失效石墨负极中的残锂，制备含锂溶液，并对失效三元正极材料进行补锂再生的方法，属于二次资源回收和循环利用。
技术介绍
1、锂离子电池（libs）正在成为一种关键的能量存储工具，促进向更具可再生性、可持续性和低碳的未来转变。然而，一般经过8～10年的使用，锂离子电池的寿命会接近尾声，如果不回收和再利用，将对环境产生巨大影响并加速矿产储量的消耗。
2、为了解决这一问题并且缓解资源紧缺，人们发展了干法回收、湿法回收以及直接回收的方式回收废旧锂离子电池。干法回收是一种相对成熟的工艺，源自于金属冶炼，但能耗高且相对低效，因为大多数有价值的金属资源（例如钴）以金属合金形式获得，部分锂最终以渣浆形式结束。相比之下，湿法回收技术允许以更高的纯度回收各种金属元素的盐态，但需要大量化学试剂，导致高昂的成本和环境上的水污染问题。尽管这些方法在短期内可能有助于缓解回收压力并为新的电活性材料合成准备前体，但无论是干法回收还是湿法回收都无法实现闭环经济。此外，实现碳中和迫切需要现代电池行业中的高效物质循环。因此，能够以经济和环境可持续的方式直接回收利用降解的能量存储材料以用于电池制造的回收技术非常可取。
3、在电池经过长期电化学循环的过程中，随着负极上固态电解质界面（sei）的生长和持续增厚，以及极化的增加，电池内部的活性锂离子逐渐损失，导致正极材料中锂离子减少，电池容量降低。目前的直接再生技术主要是基于对失效的正极材料进行补锂处理，修复材料中的锂空
技术实现思路
1、为了解决现有技术中外加锂源带来成本高的问题，本专利技术提出将负极中的残锂提取成含锂溶液，对失效三元正极材料进行补锂修复，旨在实现电池内部锂循环，并可以使正负极同步实现再生，缩短回收流程，降低回收成本。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法，包括以下步骤，将失效石墨负极浸于含活泼氢的溶剂中，获得含锂溶液；然后利用所述含锂溶液对失效正极进行水热锂化反应，得到补锂正极材料；将所述补锂正极材料与锂盐混合置于含氧气氛下焙烧，即得再生正极材料，完成失效正极材料的再生。
4、本专利技术公开了根据上述失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法制备的再生正极材料。
5、本专利技术中，正极为三元正极，包括磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂中的一种或几种。
6、本专利技术技术方案的关键在于利用了锂离子电池的失效石墨负极中残锂，制备含锂溶液，并直接用于失效材料的再生。负极中的锂离子的损失的原因可分为热力学原因和动力学原因。热力学方面，主要是活性锂离子与电极液发生副反应生成sei；动力学方面，主要是极化增加，导致石墨中嵌入的锂离子无法及时脱除。本专利技术利用失效石墨负极与活泼氢溶剂反应，可快速生成含锂溶液，该溶液可直接用于失效三元材料的补锂修复。
7、作为一个优选的方案，所述含活泼氢的介质为含有羟基、羧基、氨基、醛基中至少一种活泼基团的化合物。含活泼氢的介质主要提供氢质子与石墨负极中的残留活性锂反应，而现有技术中常见的羟基、羧基、氨基、醛基等都含有活泼氢，可以与licx的形式存在活性锂进行反应，将活性锂以锂离子形式释放。本专利技术优选的含有羟基、羧基、氨基、醛基中至少一种活泼基团的化合物可以为无机物，例如水，也可以为常温下为液态的小分子有机物，如小分子的醇类、羧酸类、胺类、醛类等有机物。进一步优选，可以为c1～c10的醇类、羧酸类、胺类或醛类等有机物，常见的例如乙醇、乙二醇、乙酸、乙二胺、乙醇胺、乙醛、戊二醛等。
8、作为一个优选的方案，水热锂化反应的温度为60～200℃，时间为2～12h，优选的，水热锂化反应温度为80～160℃，时间为2～8h。本专利技术优选的方案，温度、反应时间合理，克服锂离子的嵌入能垒，也避免在再生的材料中引入sei中的杂元素（f、p等），材料的再生效果好，性能佳。
9、作为一个优选的方案，所述补锂正极材料与所述锂盐的摩尔比为（1～1.1）∶1，优选为（1.02～1.08）∶1。合适的比例下，在高温煅烧的过程中，避免锂挥发过度导致再生材料锂含量不足、容量较低，也避免导致再生正极中残锂过多导致涂料制备时容易果冻化而难以形成均匀的极片。
10、作为一个优选的方案，所述焙烧的条件为：温度为700～900℃，时间为2～6h。通过含氧气氛下的高温退火过程，可以实现三元正极材料晶体结构的转变，最终实现三元正极材料的完全再生，性能恢复至商用材料的同等水平。当焙烧温度过低时，锂盐无法分解，无法补充正极材料中因挥发导致的锂离子的损失；焙烧温度过高时，导致材料颗粒团聚，影响电化学性能。焙烧过程中含氧气氛优选为氧气。
11、本专利技术公开了失效石墨负极在利用提锂溶液直接再生失效正极材料中的应用。
12、本专利技术公开了根据上述失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法制备的再生正极材料在制备锂离子电池中的应用，或在制备锂离子电池正极中的应用。
13、本专利技术公开了一种锂离子电池，包括根据上述失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法制备的再生正极材料。
14、相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的有益技术效果：
15、本专利技术将失效石墨负极中的残锂提取成含锂溶液，对失效的正极材料进行补锂再生。不同于传统的补锂再生技术，本专利技术对电池内部的锂进行了循环利用，而不需要采用额外的锂源对失效材料的锂空位缺陷进行修复，解决了现有技术成本高的问题。
16、本专利技术的失效三元正极材料直接再生方法，操作简单，周期短、能耗低，所获对应的再生电池材料再组装成全电池以后，展现出与商业化电极材料所组装的全电池媲美的电化学性能，且具有普适性，解决了现有水热补锂直接再生技术的成本高的问题，进一步推动该技术的产业化。
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1.一种失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法，包括以下步骤，将失效石墨负极浸于含活泼氢的溶剂中，获得含锂溶液；然后利用所述含锂溶液对失效正极进行水热锂化反应，得到补锂正极材料；将所述补锂正极材料与锂盐混合置于含氧气氛下焙烧，完成失效正极材料的再生。
2.根据权利要求1所述失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法，其特征在于，正极为三元正极；所述含活泼氢的介质为含有羟基、羧基、氨基、醛基中至少一种活泼基团的化合物。
3.根据权利要求2所述失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法，其特征在于，包括无机物、小分子有机物。
4.根据权利要求1所述失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法，其特征在于，水热锂化反应温度为80～160℃，时间为2～8h。
5.根据权利要求1所述失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法，其特征在于，补锂正极材料与锂盐的摩尔比为（1～1.1）∶1。
6.根据权利要求1所述失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法，其特征在于，焙烧的温度为700～900℃，时间为2～6
7.根据权利要求1所述失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法制备的再生正极材料。
8.权利要求7所述再生正极材料在制备锂离子电池中的应用，或在制备锂离子电池正极中的应用。
9.一种锂离子电池，包括权利要求7所述再生正极材料。
10.失效石墨负极在利用提锂溶液直接再生失效正极材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法，包括以下步骤，将失效石墨负极浸于含活泼氢的溶剂中，获得含锂溶液；然后利用所述含锂溶液对失效正极进行水热锂化反应，得到补锂正极材料；将所述补锂正极材料与锂盐混合置于含氧气氛下焙烧，完成失效正极材料的再生。
2.根据权利要求1所述失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法，其特征在于，正极为三元正极；所述含活泼氢的介质为含有羟基、羧基、氨基、醛基中至少一种活泼基团的化合物。
3.根据权利要求2所述失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法，其特征在于，包括无机物、小分子有机物。
4.根据权利要求1所述失效石墨负极提锂溶液直接再生失效正极材料的方法，其特征在于，水热锂化反...
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