一种回收磷酸铁锂材料的方法技术

本申请提供了一种回收磷酸铁锂材料的方法，所述磷酸铁锂极片由磷酸铁锂膜片和集流体组成，所述方法包含以下步骤：(1)将磷酸铁锂极片进行挤压；(2)将步骤(1)中获得的磷酸铁锂极片用水浸泡，使得磷酸铁锂膜片与集流体剥离；将集流体回收，然后将剩余的固液混合物进行过滤，获得磷酸铁锂膜片；(3)将步骤(2)中获得的磷酸铁锂膜片烘干；(4)将步骤(3)中获得的磷酸铁锂膜片先在380

【技术实现步骤摘要】
一种回收磷酸铁锂材料的方法


[0001]本申请涉及锂电池
，尤其涉及一种回收磷酸铁锂材料的方法、由所述方法制备的磷酸铁锂材料获得的正极极片，以及包含所述正极极片的二次电池。

技术介绍

[0002]近年来，随着锂离子电池的应用范围越来越广泛，锂离子电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。其中磷酸铁锂电池是目前最重要的动力电池之一。在动力电池的生产过程中的多个工序不可避免会产生废正极极片，废极片的产生造成了大量正极材料的浪费，在材料成本攀升和环保压力下，对这些材料进行有效地回收利用乃大势所趋。

技术实现思路

[0003]本申请是鉴于上述实际问题而进行的，其目的在于，提供一种简单、环保、安全、高收率的回收磷酸铁锂材料的方法，使得所获得的磷酸铁锂材料在相应的二次电池中表现出优异的电化学性能，同时所述方法可实现铝箔的有效回收。
[0004]为了达到上述目的，本申请提供了一种回收磷酸铁锂材料的方法、由所述方法制备的磷酸铁锂材料获得的正极极片，以及包含所述正极极片的二次电池。
[0005]本申请的第一方面提供了一种从废磷酸铁锂极片中回收磷酸铁锂材料的方法，所述磷酸铁锂极片由磷酸铁锂膜片和集流体组成，所述方法包含以下步骤：
[0006](1)将磷酸铁锂极片进行挤压；
[0007](2)将步骤(1)中获得的磷酸铁锂极片用水浸泡，使得磷酸铁锂膜片与集流体剥离；将集流体回收，然后将剩余的固液混合物进行过滤，获得磷酸铁锂膜片；
[0008](3)将步骤(2)中获得的磷酸铁锂膜片烘干；
[0009](4)将步骤(3)中获得的磷酸铁锂膜片先在380
‑
600℃下进行低温热处理，然后进行机械破碎，或者将步骤(3)获得的磷酸铁锂膜片先进行机械破碎然后在380
‑
600℃下进行低温热处理，得到磷酸铁锂材料粉末；
[0010](5)将步骤(4)获得的磷酸铁锂材料粉末在650
‑
850℃下进行高温热处理，获得磷酸铁锂材料。
[0011]由此，本申请通过所述方法，可以简单、环保、安全、高收率地回收磷酸铁锂材料。具体而言，所述方法能够快速简单地实现磷酸铁锂材料和集流体的分离；所得的磷酸铁锂材料回收率高(≥98％)，无需后续除杂(例如铝屑等)处理，并且其界面得以碳修复，可以直接用于后续电芯的制备；由所述磷酸铁锂材料制得的电芯安全性能和循环性能得以改善。
[0012]在任意实施方式中，在步骤(1)中挤压前后磷酸铁锂极片的孔隙率满足下式：
[0013]1.05≤挤压前的孔隙率与挤压后的孔隙率的比值≤3。
[0014]经过挤压后，磷酸铁锂膜片极其容易从集流体上剥离，提高了回收效率，同时使得
极片可松散地整片浸泡，避免因破碎成小极片而引入集流体碎屑及其后处理步骤。
[0015]在任意实施方式中，在步骤(2)中用水浸泡在不超过40℃的温度下进行0.05至1小时；所述水为生活用水、蒸馏水、去离子水、工业用水，优选去离子水。将极片在不超过40℃的温度下用水浸泡0.05至1小时，可以减少磷酸铁锂材料中金属元素的溶出和表面结构的破坏，同时安全环保。
[0016]在任意实施方式中，所述集流体为铝箔。由此使得磷酸铁锂材料更容易被剥离。
[0017]在任意实施方式中，在步骤(3)中，烘干在100
‑
180℃下在空气气氛中进行1
‑
12小时。由此获得磷酸铁锂材料更容易进行后续的机械破碎。
[0018]在任意实施方式中，在步骤(4)中将步骤(3)中获得的磷酸铁锂膜片先在380
‑
600℃下进行低温热处理，然后进行机械破碎。由此可以在磷酸铁锂膜片干燥得更彻底的情况下进行机械破碎，更容易破碎而且效率更高。
[0019]在任意实施方式中，所述低温热处理和高温热处理均在惰性气氛中进行所述惰性气氛为N2、Ar、He、Ne、Kr、Xe，优选N2和Ar。在惰性气氛中进行所述热处理，可以更好地保护磷酸铁锂材料不被空气中的氧气破坏。
[0020]在任意实施方式中，在步骤(4)中，将磷酸铁锂膜片通过机械破碎至所得材料粉末的体积平均粒径D
v50
为0.5
‑
3μm。由此获得材料粉末更容易进行后续高温热处理，并有利于磷酸铁锂材料的使用。
[0021]在任意实施方式中，在步骤(5)中高温热处理的持续时间为0.5
‑
3小时，优选1
‑
2小时。经过高温热处理，磷酸铁锂材料的界面得到更好地碳修复，且含碳量适中，一方面保证磷酸铁锂材料良好的电子电导性能，使其电化学性能发挥充分，克容量高。
[0022]本申请的第二方面还提供一种正极极片，其包含集流体和通过本申请的第一方面所述的方法获得的磷酸铁锂材料。
[0023]本申请的第三方面提供一种二次电池，其特征在于，包括通过本申请的第一方面所述的方法获得的磷酸铁锂材料或本申请的第二方面所述的正极极片。
附图说明
[0024]图1为各实施例和对比例的全电池的K值。
[0025]图2是本申请一优选的实施方式的方法的流程示意图。
具体实施方式
[0026]以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的回收磷酸铁锂材料的方法以及包含所述磷酸铁锂材料的正极极片、二次电池的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
[0027]本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任
何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60
‑
120和80
‑
110的范围，理解为60
‑
110和80
‑
120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1
‑
3、1
‑
4、1
‑
5、2
‑
3、2
‑
4和2
‑
5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a
‑
b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0
‑
5”表示本文中已经全部列出了“0
‑
5”之间的全部实数，“0
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从废磷酸铁锂极片中回收磷酸铁锂材料的方法，所述磷酸铁锂极片由磷酸铁锂膜片和集流体组成，所述方法包含以下步骤：(1)将磷酸铁锂极片进行挤压；(2)将步骤(1)中获得的磷酸铁锂极片用水浸泡，使得磷酸铁锂膜片与集流体剥离；将集流体回收，然后将剩余的固液混合物进行过滤，获得磷酸铁锂膜片；(3)将步骤(2)中获得的磷酸铁锂膜片烘干；(4)将步骤(3)中获得的磷酸铁锂膜片先在380
‑
600℃下进行低温热处理，然后进行机械破碎，或者将步骤(3)获得的磷酸铁锂膜片先进行机械破碎然后在380
‑
600℃下进行低温热处理，得到磷酸铁锂材料粉末；(5)将步骤(4)获得的磷酸铁锂材料粉末在650
‑
850℃下进行高温热处理，获得磷酸铁锂材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，挤压前后磷酸铁锂极片的孔隙率满足下式：1.05≤挤压前的孔隙率与挤压后的孔隙率的比值≤3。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于,在步骤(2)中，用水浸泡在不超过40℃的温度下进行0.05至1小时；所述水为生活用水、蒸馏水、去离子水、工业用水，优选去离子水。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其特征在于，所述集流体为铝箔。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嗣慧，柳娜，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：