本发明专利技术涉及一种锂离子电池废料中磷酸铁锂正极材料的回收方法，该方法包括，将所述废料在惰性气体的气氛下在４５０－６００℃下烘烤２－５小时，其中，该方法还包括，将所述粉末产物加入可溶性铁盐的乙醇溶液中混合，干燥，然后在惰性气体的气氛下在３００－５００℃下焙烧２－５小时，回收得到磷酸铁锂正极材料。采用本发明专利技术提供的回收方法，所得到的磷酸铁锂正极材料的振实密度较高，从而采用该正极材料制成的锂离子二次电池的容量较高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
目前，以磷酸铁锂为正极材料的锂离子二次电池由于成本低且安全性能 好等特点，已逐步走向市场，并开始大量应用于笔记本电脑、电动工具以及 电动车的动力电池。随着以磷酸铁锂为正极材料的锂离子二次电池的应用， 电池的产量在快速增长，而在制备电池的过程中会产生大量废浆料和废极 片。因此，为了回收再利用材料、节约成本并保护环境，回收废料中的磷酸 铁锂变得非常必要。CN1585180A公开了一种锂离子二次电池正极残料的回收方法。该方法 将制备锂离子二次电池时所产生的正极边角料机残片进行热处理，除去铝箔 基体与正极材料之间的粘合剂，采用机械方法将铝箔基体与正极材料脱离； 或者将热处理过的正极极片放在蒸馏水中，于一定温度下利用超声波震荡或 机械搅拌等方法将附着在铝箔基体上的正极材料与铝箔基体脱离，再将正极 材料分离出来，干燥处理后得到可直接使用的正极材料。但采用该方法所回 收的正极材料制成的锂离子二次电池的容量较低。CN1953269A公开了一种废旧锂离子电池的回收方法，所述方法是将电 池完全放出电量，分离电池的正极、负极和隔膜；其特征在于包括以下步骤: (1)分离出的正极剪成碎片，置于N-甲基吡咯垸酮溶液中，50-10(TC温度 下搅拌2-5小时，分离出铝箔，再过滤出正极活性材料，真空100-14(TC干 燥，得到正极活性材料粗产品；(2)将步骤(1)所述的正极活性材料粗产 品与Li2C03机械球磨混合均匀，在700-95(TC温度下空气或氧气气氛中煅烧10-24小时，冷却至室温，研磨后得到LiCo02，所述的正极活性材料粗产品与Li2C03的投料质量比为3-5: 1。如此可以回收锂离子电池的正极活性材料。但采用该方法所回收的正极材料制成的锂离子二次电池的容量仍然较 低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的回收方法中所得到正极材料使 锂离子二次电池的容量较低的缺陷，提供一种可以获得使锂离子二次电池容量较高的回收锂离子电池废料中磷酸铁锂正极材料的方法。本专利技术提供了锂离子电池废料中磷酸铁锂正极材料的回收方法，该方法包括，将所述废料在惰性气体的气氛下在450-60(TC下烘烤2-5小时，其中， 该方法还包括，将烘烤得到的粉末产物加入可溶性铁盐的乙醇溶液中混合， 干燥，然后在惰性气体的气氛下在300-50(TC下焙烧2-5小时，回收得到磷 酸铁锂正极材料。采用本专利技术提供的回收方法，所得到的磷酸铁锂正极材料的振实密度较 高，从而采用该正极材料制成的锂离子二次电池的容量较高。实现了磷酸铁 锂原材料的回收再利用，可以节约成本，并具有环保的效益。附图说明图1为实施例1所得到的磷酸铁锂正极材料的XRD衍射图； 图2为实施例1所得到的磷酸铁锂正极材料的扫描电镜图。具体实施例方式本专利技术提供的锂离子电池废料中磷酸铁锂正极材料的回收方法包括，将 所述废料在惰性气体的气氛下在450-60(TC下烘烤2-5小时，其中，该方法还包括，将烘烤得到的粉末产物加入可溶性铁盐的乙醇溶液中混合，干燥，然后在惰性气体的气氛下在300-50(TC下焙烧2-5小时，回收得到磷酸铁锂 正极材料。根据本专利技术提供的回收方法，所述废料包括废浆料和废极片，废浆料包 括各种以油系或水系的方式制备的磷酸铁锂正极浆料，废极片包括生产过程 中产生的废极片、边角料以及报废电池中拆解出来的废极片。当需要回收的 废料中有废极片时，经过上述烘烤后，用筛子分离出从集流体上剥落下来的 料，并同时分拣出集流体，这样还可回收集流体。需要回收的废料为废浆料 时，经过上述烘烤后，则不用过筛，直接进行下面的步骤。根据本专利技术提供的回收方法，在优选情况下，所述可溶性铁盐的乙醇溶 液中可溶性铁盐的浓度为0.01-0.2mol/L、优选为0.05-0.15mol/L，所述可溶 性铁盐可以为二价铁和/或三价铁的各种可溶于水的盐，例如硫酸盐、氯化物 和硝酸盐中的一种或几种。根据本专利技术提供的回收方法，在优选情况下，所述方法还包括，将所得 到的磷酸铁锂正极材料与锂源和/或磷源混合，烘干，在惰性气体的气氛下在 550-75(TC下焙烧，焙烧的时间为3-10小时。在优选情况下，将所得到的磷 酸铁锂正极材料与锂源和/或磷源的混合采用球磨混合，球磨混合的介质可以 为各种本领域技术人员公知的介质，例如无水乙醇、丙酮和去离子水中的一 种或几种。根据本专利技术提供的回收方法，在优选情况下，所使用的锂源或磷源的摩 尔数为所述得到的磷酸铁锂的摩尔数的0.1-3%、优选为0.5-2.0%。根据本专利技术提供的回收方法，所述锂源可以为各种本领域技术人员公知 的用于固相合成磷酸铁锂的锂源，例如碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂、 氟化锂、溴化锂、碘化锂和磷酸二氢锂中的一种或几种；所述磷源可以为各 种本领域技术人员公知的用于固相合成磷酸铁锂的磷源，例如磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵和磷酸二氢锂中的一种或几种。根据本专利技术提供的回收方法，在优选情况下，该方法还包括，将所述得到的磷酸铁锂正极材料与碳源混合，烘干，在惰性气体的气氛下在550-750 "C下焙烧，焙烧的时间为3-10小时。根据本专利技术提供的回收方法，在优选情况下，该方法还包括，在烘干和 焙烧前，将碳源与所述得到的磷酸铁锂正极材料与锂源和/或磷源的混合物混合。根据本专利技术提供的回收方法，在优选情况下，所使用碳源的摩尔数为所述得到的磷酸铁锂的摩尔数的0.1-3%，所述碳源为碳黑、乙炔黑、石墨和碳 水化合物中的一种或几种。这样进行了碳包覆的磷酸铁锂正极材料，可以提 高磷酸铁锂正极材料的导电性。根据本专利技术提供的回收方法，所述惰性气体为本领域技术人员公知的各 种惰性气体，例如氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气中的一种或 几种。根据本专利技术的各种优选的实施方式，针对磷酸铁锂本身电性能较差，密 度较低的缺点，在回收过程中有针对性地解决了磷酸铁锂的各种缺点，从而 达到再利用的各项标准，可以直接用作锂离子二次电池的正极活性材料。下面采用实施例的方式更为详细地描述本专利技术。实施例1取10kg磷酸铁锂正极废浆料，装入料盘中，放入氮气气氛下的高温电 阻炉中，在炉温为45(TC下烘烤5h，然后随炉冷却。将冷却的料加入到硝酸 铁的浓度为0.15mol/L的硝酸铁的乙醇溶液中搅拌，待乙醇挥发完后，装入 料盘，放入在氮气气氛下的高温电阻炉中，在炉温为350。C下烘烤5h,然后 随炉冷却，得到磷酸铁锂正极材料。对该产品采用日本理学D/MAX2200PC型的X射线衍射仪进行测试， 所得到的衍射图如图l所示，从该图中可以看出，上部所测试的衍射峰与下 部的标准磷酸铁锂的衍射峰基本相同，而且主峰峰强较高，半峰宽(B值为 0.178)较窄，说明其晶体非常完整。对该产品采用扫描电镜(北京中国科学 院仪器厂生产的KYKY2800型)观察，所得到的扫描电镜图如图2所示， 从该图中可以看出，颗粒较均匀，表面较光滑，且单个颗粒比较致密。实施例2取10kg磷酸铁锂废浆料，装入料盘中，放入氮气气氛下的高温电阻炉 中，在炉温为45(TC下烘烤5h，然后随炉冷却。将冷却的料加入到硝酸铁的 浓度为0.2mol/L的硝酸铁的乙醇溶液中搅拌，待乙醇挥发完后，装入料盘， 放入在氮气气氛下的高温电阻炉中，在炉温为35本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池废料中磷酸铁锂正极材料的回收方法，该方法包括，将所述废料在惰性气体的气氛下在４５０－６００℃下烘烤２－５小时，其特征在于，该方法还包括，将烘烤得到的粉末产物加入可溶性铁盐的乙醇溶液中混合，干燥，然后在惰性气体的气氛下在３００－５００℃下焙烧２－５小时，回收得到磷酸铁锂正极材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龚振刚，程堂利，姜占锋，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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