一种锂离子电池磷酸铁锂废料的回收和再利用方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池磷酸铁锂废料的回收和再利用方法。该方法包括以下步骤：将磷酸铁锂废料回收后，对其进行酸浸，将得到的浸出液与硫化物进行水热反应，得到硫化铁颗粒；之后对硫化铁进行炭热还原，得到碳包覆硫化亚铁复合材料。该复合材料可以用作锂离子电池正极材料，具有较好的储锂性能。该方法将价值较低的报废磷酸铁锂转化为价值较高的材料，提升材料回收价值。且该方法回收率较高，对铁元素的回收率可以达到90％以上，且后续锂元素的回收率也可达到90％以上。

A Method of Recovery and Reuse of Lithium Iron Phosphate Waste from Lithium Ion Batteries

The invention discloses a method for recovering and reusing lithium iron phosphate waste of lithium ion battery. The method comprises the following steps: recovering lithium iron phosphate waste, acid leaching, hydrothermal reaction of the leaching solution with sulfide to obtain iron sulfide particles, and carbothermal reduction of iron sulfide to obtain carbon-coated ferrous sulfide composite materials. The composite material can be used as cathode material for lithium ion batteries and has good lithium storage performance. The method converts waste lithium iron phosphate with lower value into material with higher value, and improves the value of material recovery. Moreover, the recovery rate of this method is higher, the recovery rate of iron element can reach more than 90%, and the recovery rate of subsequent lithium element can also reach more than 90%.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池磷酸铁锂废料的回收和再利用方法
本专利技术属于锂离子电池回收领域，具体涉及一种锂离子电池磷酸铁锂废料的回收和再利用方法。
技术介绍
随着社会发展和电动汽车使用量的增加，报废电池的数量也急剧上升。这些报废电池如不处理，不仅会造成严重的环境污染和重金属污染，也会给人体健康带来严重危害。磷酸铁锂是一种备受电动汽车电池青睐的锂离子电池正极材料，具有橄榄石结构，在该结构中，铁原子和氧原子紧密成键，构成八面体；锂原子和氧原子紧密成键，构成八面体，此外再加磷酸根四面体。磷酸铁锂中原子之间结合紧密，使得材料安全性非常高。在报废的电动汽车电池中，有一部分采用磷酸铁锂正极材料，报废量很大。传统的磷酸铁锂电池废料回收方法主要集中在对材料进行分解，单一元素回收。但众所周知，铁元素的价格不高，如果将磷酸铁锂以铁元素的形式回收，则回收价值很低。也有方法提出对磷酸铁锂废料进行高温固相直接修复，使之性能得到再生，但由于废料中的乙炔黑以及高温处理后粘接剂分解产生的杂质会对材料再生产生副反应。考虑到杂质元素以及磷酸铁锂材料本身对制备条件的苛刻要求，所以该种方法对材料性能的提升程度也非常有限。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种锂离子电池磷酸铁锂废料的回收和再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对废旧锂离子电池进行拆解，分离正极极片；将得到的正极极片浸泡于有机溶剂中，溶解粘结剂，使正极活性物质与铝片分离，得到磷酸铁锂；(2)将得到的磷酸铁锂进行酸浸，使之溶解，然后过滤，得到滤液；(3)用ICP检测滤液中的元素含量，之后在滤液中加入硫源，将得到的混合物转移到水热釜中进行水热反应，水热反应得到的产物即为Fe2S3，冷却后分别收集产物Fe2S3和水热反应滤液；(4)采用ICP检测水热反应滤液中的Li含量，之后向水热反应滤液中加入碳酸钠，调节滤液pH值为7～10，搅拌使之沉淀，得到Li2CO3；(5)将得到的F...

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池磷酸铁锂废料的回收和再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对废旧锂离子电池进行拆解，分离正极极片；将得到的正极极片浸泡于有机溶剂中，溶解粘结剂，使正极活性物质与铝片分离，得到磷酸铁锂；(2)将得到的磷酸铁锂进行酸浸，使之溶解，然后过滤，得到滤液；(3)用ICP检测滤液中的元素含量，之后在滤液中加入硫源，将得到的混合物转移到水热釜中进行水热反应，水热反应得到的产物即为Fe2S3，冷却后分别收集产物Fe2S3和水热反应滤液；(4)采用ICP检测水热反应滤液中的Li含量，之后向水热反应滤液中加入碳酸钠，调节滤液pH值为7～10，搅拌使之沉淀，得到Li2CO3；(5)将得到的Fe2S3与还原性含碳前驱体混合，之后在保护气氛中烧结，得到碳包覆的FeS2。2.根据权利要求1所述的锂离子电池磷酸铁锂废料的回收和再利用方法，其特征在于，步骤(1)中所述浸泡温度控制在30～70℃之间，浸泡时间为3～10h；步骤(1)所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮和/或N,N-二甲基甲酰胺。3.根据权利要求1所述的锂离子电池磷酸铁锂废料的回收和再利用方法，其特征在于，步骤(2)中所述酸浸使用的酸液为无机酸与过氧化氢的组合，或者是有机酸与过氧化氢的组合；酸液中无机酸或有机酸的浓度为0.8～2mol/L，过氧化氢浓度为5％～15％(体积)。4.根据权利要求1所述的锂离子电池磷酸铁锂废料的回收和再利用方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王媛，邵丹，唐贤文，梁俊超，杨茹，李向峰，丁志英，陈锋，
申请(专利权)人：广州能源检测研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44