一种从废旧磷酸铁锂电池正极片中回收铁锂的方法技术

本发明专利技术提供了一种从废旧磷酸铁锂电池正极片中回收铁锂的方法。本发明专利技术通过使用有机溶剂直接分离出铝箔和正极材料，之后对正极材料进行湿法浸出、空气氧化、沉淀结晶等方法分离出碳酸锂、磷酸铁。本发明专利技术的回收流程短、成本低，实现废物再利用的良好循环。实现废物再利用的良好循环。实现废物再利用的良好循环。

【技术实现步骤摘要】
一种从废旧磷酸铁锂电池正极片中回收铁锂的方法


[0001]本专利技术涉及电池材料
，尤其是指一种从废旧磷酸铁锂电池正极片中回收铁锂的方法。

技术介绍

[0002]传统能源枯竭与环境问题日益严重，锂电池凭借能量密度高、寿命长、绿色环保等特性，被广泛应用于新能源汽车、航天航空、通讯等领域。磷酸铁锂作为一种电池正极材料，具有循环性能好、安全性高和来源广泛等优势，已经广泛应用于新能源电池制造领域；而在广泛应用的同时，也存在电池报废后如何处理的问题，因此急需一种回收工艺简单、成本低廉的回收方法，来实现资源的可循环利用。
[0003]目前对废旧磷酸铁锂正极材料的的回收普遍使用湿法浸出铁、锂等元素，回收流程长，且过程中多次使用大量强氧化性酸碱液，成本高且产出大量含盐废水。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述缺陷，提供一种从废旧磷酸铁锂电池正极片中回收铁锂的方法。目前对废旧磷酸铁锂正极材料的的回收普遍使用湿法浸出铁、锂等元素，过程中多次使用大量强氧化性酸碱液，铝箔溶于酸碱液中这无疑是给废水处理增加了一道处理工序；电池生产厂家在电池中添加各种添加剂，其中有多种重金属，给回收方法造成了极大的困难。本专利技术通过使用有机溶剂直接分离出铝箔和正极材料，之后对正极材料进行湿法浸出、空气氧化、沉淀结晶等方法分离出碳酸锂、磷酸铁。
[0005]本专利技术通过以下方案实现：
[0006]本专利技术的目的在于提供一种从废旧磷酸铁锂电池正极片中回收铁锂的方法，包括以下步骤：
[0007](1)、将磷酸铁锂电池正极片倒入分离剂中，加热搅拌分离正极材料与正极集流体；
[0008](2)、将步骤(1)分离得到的正极材料粉碎后倒入水中，加入盐酸溶液并搅拌，通氧气溶解所述正极材料中磷酸铁锂，固液分离取滤液；
[0009](3)、使用氟离子沉淀剂、吸附剂或离子交换膜去除步骤(2)中所得滤液中氟离子，得到不含氟离子的滤液；
[0010](4)、向步骤(3)中不含氟离子的滤液中加入重金属螯合剂；
[0011](5)、调节步骤(4)中滤液的pH值至2
‑
3并加热，热过滤得到磷酸铁和滤液；
[0012](6)、调节步骤(5)中所得的滤液的pH值至9
‑
10，过滤得到碳酸锂和滤液，所得滤液回用至步骤(4)中。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，步骤(1)中，所述分离剂选自DMF、NMP、DMI、THF和离子液体中的一种或多种。本专利技术利用正极材料中通过使用粘结剂粘接在铝箔正极集流体上，因此通过有机溶剂类分离剂溶解粘结剂，使得正极材料与铝箔经过搅拌后很容易发生分
离，此时铝箔又不与有机溶剂类分离剂反应也不会溶解在有机溶剂类分离剂中，实现很好的分离。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，步骤(1)中，所述正极集流体不做限定，可以为铜箔、铝箔、镍网、不锈钢等等，优选铝箔。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，步骤(1)中，至少满足以下条件之一：
[0016]1)、所述加热温度为35℃
‑
60℃；
[0017]2)、所述磷酸铁锂电池正极片与分离剂的质量比为3
‑
6：10。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，步骤(2)中，至少满足以下条件之一：
[0019]a)、所述盐酸溶液的浓度为0.1mol/L
‑
0.3mol/L；
[0020]b)、所述正极材料与盐酸溶液的质量比为1
‑
3：2；
[0021]c)、所述氧气的流量为20L/h
‑
30L/h。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，步骤(3)中，所述氟离子沉淀剂选自氯化钙、硝酸钙、碳酸钙、碳酸氢钙和磷酸钙中的一种或多种。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，步骤(3)中，所述吸附剂选自活性炭、改性或非改性石英石、改性或非改性玻璃轻石、沸石和活性蒙脱土中的一种或多种。
[0024]进一步的，通过胺基化改性、季铵盐改性、铁盐改性、铝盐改性、镁盐改性、磁性改性、淀粉改性中的一种或多种进行石英石的改性。
[0025]进一步的，通过硼酸改性玻璃轻石。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，步骤(4)中，所述重金属螯合剂选自铁基磁性壳聚糖、铁基磁性海藻酸钠、铁基磁性明胶、铁基磁性琼脂、EDTA、壳聚糖、海藻酸钠、明胶和琼脂中的一种或多种。铁基类重金属螯合剂的状态不做限定，可以采用磁珠、微球等等。通过重金属螯合剂去除电池的正极材料中掺杂其他重金属离子，例如镍、钴和锰等。其中所述铁基磁性壳聚糖、铁基磁性海藻酸钠、铁基磁性明胶、铁基磁性琼脂中铁基是来源于制备原料中带有磁性的Fe3O4、铁、γ
‑
Fe2O3、磁铁矿、铁矿石、铁氧体、铁磁流体等铁源，此类材料为本领域的常规的铁基磁性材料。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，所述重金属螯合剂与步骤(2)中所述正极材料的质量比为1
‑
2：100。
[0028]在本专利技术的一个实施例中，步骤(5)、步骤(6)中，调节滤液pH值的调节剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或多种。优选为碳酸钠。进一步的，步骤(5)、步骤(6)中的调节剂的选用需要保持一致。该pH调节剂不仅用于pH的调节，还为后续沉淀锂离子提供了碳酸根。
[0029]在本专利技术的一个实施例中，所述调节剂的浓度为0.05mol/L
‑
0.2mol/L。
[0030]优选的，步骤(5)中，所述调节剂的浓度为0.05mol/L
‑
0.1mol/L；所述加热的温度为40℃
‑
60℃。
[0031]优选的，步骤(6)中，所述调节剂的浓度为0.1mol/L
‑
0.2mol/L。
[0032]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0033]本专利技术利用盐酸溶液和氧气对磷酸铁锂正极材料进行溶解氧化，可以避免因使用强氧化剂对设备产生腐蚀的现象；在第三步使用吸附剂先行吸附氟离子和有机物，可以提高磷酸铁和碳酸锂的纯度；在第四步使用螯合剂螯合重金属离子，可以减少重金属离子对
于磷酸铁和碳酸锂沉淀的影响。
[0034]为了避免铝箔被酸液溶解而增加处理步骤，本专利技术使用有机溶剂直接分离铝箔和正极材料的粉料，并使用少量酸液进行溶解氧化铁锂，加入重金属螯合剂来稳定其他重金属离子避免影响碳酸锂和磷酸铁的沉淀，使用碳酸钠等调节剂调节pH逐步分离沉淀磷酸铁和碳酸锂，处理后的滤液含有螯合剂可循环使用。
附图说明
[0035]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中，
[0036]图1是本专利技术流程示意图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从废旧磷酸铁锂电池正极片中回收铁锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、将磷酸铁锂电池正极片倒入分离剂中，加热搅拌分离正极材料与正极集流体；(2)、将步骤(1)分离得到的正极材料粉碎后倒入水中，加入盐酸溶液并搅拌，通氧气溶解所述正极材料中磷酸铁锂，固液分离取滤液；(3)、使用氟离子沉淀剂、吸附剂或离子交换膜去除步骤(2)中所得滤液中氟离子，得到不含氟离子的滤液；(4)、向步骤(3)中不含氟离子的滤液中加入重金属螯合剂；(5)、调节步骤(4)中滤液的pH值至2
‑
3并加热，热过滤得到磷酸铁和滤液；(6)、调节步骤(5)中所得的滤液的pH值至9
‑
10，过滤得到碳酸锂和滤液，所得滤液回用至步骤(4)中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述分离剂选自DMF、NMP、DMI、THF和离子液体中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，至少满足以下条件之一：1)、所述加热温度为35℃
‑
60℃；2)、所述磷酸铁锂电池正极片与分离剂的质量比为3
‑
6:10。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，至少满足以下条件之一：a)、所述盐酸溶液的浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆蓓，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：