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氧化还原耦合焙烧策略回收硫化物废旧固态电池的方法

287 编辑：北方有色网来源：中南大学

2025-11-11 14:42:32

权利要求 1.一种氧化还原耦合焙烧策略回收硫化物废旧固态电池的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)电池拆解：在干燥气氛下将废旧硫化物固态电池拆解后得到退役硫化物全固态电池电芯，电芯包括活性正极材料、硫化物固态电解质、硅负极材料、粘结剂和集流体; (2)氧化还原耦合焙烧：对电池电芯在惰性气氛下进行整体热处理反应，活性正极材料和硫化物固态电解质发生氧化还原反应，反应结束后得到烧结渣; (3)水浸：将所述烧结渣加入水中，集流体自然脱落，取出集流体后调节水溶液pH为1~5，处理结束后，固液分离，得到富锂浸出液和浸出渣，其中，所述浸出渣为过渡金属硫化物和硅负极; (4)二次除杂：向所述步骤(3)的富锂浸出液中加入氢氧化钠和\或氢氧化锂进行除杂，得到除杂后的水浸液以及过渡金属氢氧化物杂质; (5)沉磷：向步骤(4)的除杂后的水浸液中加入氢氧化钙进行沉淀处理，处理结束后固液分离，得到羟基磷酸盐和浸出液; (6)除钙：向步骤(5)的浸出液中加入可溶性碳酸化物进行沉淀处理，处理结束后固液分离，得到碳酸钙沉淀和除钙液; (7)沉锂：向步骤(6)的除钙液中加入可溶性碳酸化物进行沉淀处理，处理结束后固液分离，得到碳酸锂和滤液; (8)分离过渡金属：将步骤(3)的浸出渣加入氢氧化钠溶液中进行反应并浸出，收集产生的气体，得到偏硅酸钠浸出液和过渡金属硫化物浸出渣。 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性正极材料包括钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、镍钴锰酸锂中的至少一种;所述硫化物固态电解质包括硫银锗矿型硫化物电解质、Li3PS4基电解质、Li2S-P2S5玻璃陶瓷体系、Li2S-SiS2基电解质、卤素复合体系、超离子导体硫化物中的一种或多种。 3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中惰性气氛包括氩气、氮气、氦气中的至少一种，硫化物固态电解质和活性正极材料的质量比为1:1~1:4，反应温度为200~550℃，反应时间为60 min~360 min。 4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中水浸温度为10~80℃，水浸时间为30 min~180 min，水浸处理固液比为5~100 g/L。

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