一种磷酸铁锂废极片再生回收制备磷酸铁锂材料的方法技术

本发明专利技术涉及锂电池回收技术领域，公开了一种磷酸铁锂废极片再生回收制备磷酸铁锂材料的方法。该方法采用湿法剥离技术，先从磷酸铁锂废极片中高效剥离出磷酸铁锂活性物质，利用磷酸铁锂活性物质回收再生制备磷酸铁锂材料。采用本发明专利技术的方法回收磷酸铁锂废极片，能够实现锂、铁、磷全组分回收，使得报废磷酸铁锂电池得到很好的回收利用。得到很好的回收利用。得到很好的回收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸铁锂废极片再生回收制备磷酸铁锂材料的方法


[0001]本专利技术涉及锂电池回收
，具体涉及一种磷酸铁锂废极片再生回收制备磷酸铁锂材料的方法。

技术介绍

[0002]我国新能源汽车产业的已经迈入快车道，近5年我国新能源汽车产销量跃居世界第一。动力电池作为新能源汽车最为核心的零部件，其使用寿命通常为3～5年，预计在2020年动力电池退役量将到达20万吨，到2030年将达到130万吨，其中，磷酸铁锂电池占总退役量的60％以上。
[0003]退役的磷酸铁锂电池根据其性能好坏有些可用于梯次利用，有些直接进入报废再生，不管哪种回收形式动力电池最终会进入报废再生阶段。报废的磷酸铁锂电池拆解后得到正极片、负极片、隔膜和外壳等。
[0004]其中，磷酸铁锂正极片因富含具有回收价值的有价金属锂，成为电池回收行业重要的流通形式。
[0005]目前，关于报废磷酸铁锂的回收技术主要集中在从废极片或者活性物质的中回收锂，全组分回收研究技术相对较少。在产业化方面，大多数磷酸铁锂回收企业主要是回收锂制备成碳酸锂或粗制锂盐产品，而铁、磷通常以固废渣的形式而丢弃，造成环境资源浪费和环境危害。
[0006]然而，在回收市场竞争日益激烈的情形下，废旧磷酸铁锂电池回收企业仅仅依靠回收锂金属无法实现盈利，从而使得废旧磷酸铁锂电池回收企业积极性不高，很多报废磷酸铁锂电池没有得到很好的回收利用，长期以往将阻碍新能源行业的健康可持续发展。
[0007]因此，开发出一种能够从报废磷酸铁锂电池中同时回收锂、铁和磷等全组分的方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的报废磷酸铁锂电池无法同时回收锂、铁和磷等全组分的问题。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供一种磷酸铁锂废极片再生回收制备磷酸铁锂材料的方法，该方法包括以下步骤：
[0010](1)将含有磷酸铁锂的电池废极片与碱性溶剂I进行接触反应I，得到混合浆料I，将所述混合浆料I进行过滤，得到磷酸铁锂活性物质和第一溶液；
[0011](2)将所述磷酸铁锂活性物质与溶剂A进行混合溶解，得到混合浆料II；在氧化气体存在下，将所述混合浆料II与酸性溶剂进行接触反应II，得到混合溶液I，将所述混合溶液I进行过滤，得到浸出渣和浸出母液；
[0012]所述接触反应II的条件至少包括：搅拌速度为10
‑
60rpm，压力为0.1
‑
1.0MPa，时间为0.5
‑
5h；
[0013](3)将所述浸出母液与碱性溶剂II混合以调节所述浸出母液的pH值至2.5
‑
4.5，得到混合溶液II，将所述混合溶液II进行过滤，得到沉铁母液和含磷酸铁的沉铁渣；
[0014](4)在碱性溶剂III存在下，将所述沉铁母液与镁盐进行接触反应III，得到混合溶液III，将所述混合溶液III进行过滤，得到含锂净化液和磷镁渣；将所述含锂净化液与碳酸盐进行接触反应IV，得到碳酸锂；
[0015](5)在溶剂B存在下，将所述沉铁渣、所述碳酸锂和碳源接触混合，得到混合浆料III，将所述混合浆料III依次进行干燥和焙烧。
[0016]采用本专利技术的方法回收磷酸铁锂废极片，能够实现锂、铁、磷全组分回收，使得报废磷酸铁锂电池得到很好的回收利用。
[0017]专利技术人还发现，采用本专利技术的方法回收得到的碳酸锂、磷酸铁为原料，能够制备得到具有优良的电化学性能的磷酸铁锂材料。
附图说明
[0018]图1是本专利技术所述方法的一种优选的具体实施方式的工艺流程图；
[0019]图2是本专利技术中实施例1制得的磷酸铁锂材料的扫描电镜图；
[0020]图3是本专利技术中实施例2制得的磷酸铁锂材料的扫描电镜图；
[0021]图4是本专利技术中实施例1制得的磷酸铁锂材料的X射线衍射图；
[0022]图5是本专利技术中实施例1制得的磷酸铁锂材料的伏安曲线图。
具体实施方式
[0023]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0024]本专利技术中，在没有作相反说明的情况下，所述压力均为表压。
[0025]本专利技术中，在没有作相反说明的情况下，所述常温表示25
±
2℃。
[0026]本专利技术中，在没有作相反说明的情况下，所述混合浆料III的平均粒径表示所述混合浆料III的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。
[0027]如前所述，本专利技术提供了一种磷酸铁锂废极片再生回收制备磷酸铁锂材料的方法，该方法包括以下步骤：
[0028](1)将含有磷酸铁锂的电池废极片与碱性溶剂I进行接触反应I，得到混合浆料I，将所述混合浆料I进行过滤，得到磷酸铁锂活性物质和第一溶液；
[0029](2)将所述磷酸铁锂活性物质与溶剂A进行混合溶解，得到混合浆料II；在氧化气体存在下，将所述混合浆料II与酸性溶剂进行接触反应II，得到混合溶液I，将所述混合溶液I进行过滤，得到浸出渣和浸出母液；
[0030]所述接触反应II的条件至少包括：搅拌速度为10
‑
60rpm，压力为0.1
‑
1.0MPa，时间为0.5
‑
5h；
[0031](3)将所述浸出母液与碱性溶剂II混合以调节所述浸出母液的pH值至2.5
‑
4.5，得到混合溶液II，将所述混合溶液II进行过滤，得到沉铁母液和含磷酸铁的沉铁渣；
[0032](4)在碱性溶剂III存在下，将所述沉铁母液与镁盐进行接触反应III，得到混合溶液III，将所述混合溶液III进行过滤，得到含锂净化液和磷镁渣；将所述含锂净化液与碳酸盐进行接触反应IV，得到碳酸锂；
[0033](5)在溶剂B存在下，将所述沉铁渣、所述碳酸锂和碳源接触混合，得到混合浆料III，将所述混合浆料III依次进行干燥和焙烧。
[0034]在本专利技术中，没有作相反说明的情况下，所述磷酸铁锂废极片均表示从废旧磷酸铁锂电池中拆解出的正极片。优选地，所述磷酸铁锂废极片中锂含量为3.5
‑
4.0wt％。
[0035]优选地，在步骤(1)中，所述碱性溶剂I选自氢氧化钠、氨水中的至少一种。
[0036]优选地，在步骤(1)中，所述接触反应I的条件至少包括：超声频率为20
‑
40KHz，温度为10
‑
80℃，时间为1
‑
5h。更优选地，在步骤(1)中，所述接触反应I的条件至少包括：超声频率为30
‑
40KHz，温度为40
‑
80℃，时间为1
‑
3h本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁锂废极片再生回收制备磷酸铁锂材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将含有磷酸铁锂的电池废极片与碱性溶剂I进行接触反应I，得到混合浆料I，将所述混合浆料I进行过滤，得到磷酸铁锂活性物质和第一溶液；(2)将所述磷酸铁锂活性物质与溶剂A进行混合溶解，得到混合浆料II；在氧化气体存在下，将所述混合浆料II与酸性溶剂进行接触反应II，得到混合溶液I，将所述混合溶液I进行过滤，得到浸出渣和浸出母液；所述接触反应II的条件至少包括：搅拌速度为10
‑
60rpm，压力为0.1
‑
1.0MPa，时间为0.5
‑
5h；(3)将所述浸出母液与碱性溶剂II混合以调节所述浸出母液的pH值至2.5
‑
4.5，得到混合溶液II，将所述混合溶液II进行过滤，得到沉铁母液和含磷酸铁的沉铁渣；(4)在碱性溶剂III存在下，将所述沉铁母液与镁盐进行接触反应III，得到混合溶液III，将所述混合溶液III进行过滤，得到含锂净化液和磷镁渣；将所述含锂净化液与碳酸盐进行接触反应IV，得到碳酸锂；(5)在溶剂B存在下，将所述沉铁渣、所述碳酸锂和碳源接触混合，得到混合浆料III，将所述混合浆料III依次进行干燥和焙烧。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述碱性溶剂I选自氢氧化钠、氨水中的至少一种；优选地，在步骤(1)中，所述接触反应I的条件至少包括：超声频率为20
‑
40KHz，温度为10
‑
80℃，时间为1
‑
5h。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述氧化气体选自空气、氧气、臭氧、氯气中的至少一种；优选地，在步骤(2)中，所述酸性溶剂选自盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种；优选地，在步骤(2)中，所述磷酸铁锂活性物质与所述溶剂A的用量质量比为1：1
‑
6，优选为1：2
‑
4。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国勇，章小明，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：