一种硫酸盐空气焙烧回收磷酸铁锂电池的方法技术

本发明专利技术涉及一种硫酸盐空气焙烧回收磷酸铁锂电池的方法，具体步骤包括：首先将废旧磷酸铁锂电池进行放电

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸盐空气焙烧回收磷酸铁锂电池的方法


[0001]本专利技术涉及废旧锂离子电池回收领域，特别涉及一种硫酸盐空气焙烧回收磷酸铁锂电池的方法
。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂电池的低成本以及安全性等方面的革新在特点日益凸显，特别是在公共交通领域得到了广泛的应用
。
与传统电池相比，磷酸铁锂电池具有原料来源广泛
、
安全性能突出
、
循环性能好
、
热稳定性能好等特点，其装配比例不断上升，预计未来磷酸铁锂电池的市场占有率将不断上升
。
[0003]磷酸铁锂动力电池的使用年限一般为3～5年
。
废旧电池是指原电池经过长时间使用后，现有容量较初始容量有了较大的下降或电池结构出现了较大损坏，无法满足正常使用后被丢弃的电池
。
因此未来几年必将出现爆发式的磷酸铁锂电池退役潮，如何以高效绿色且环保的方式回收是接下来的研究重点
[0004]以电动汽车为例，动力电池的使用寿命约为3‑5年
。
当动力电池的容量衰减至初始容量的
80
％以下时，即可认为动力电池无法满足日常使用，需更换新的电池
。
目前一般的回收方法如下：废旧磷酸铁锂电池经过放电
、
拆解
、
分离和回收等过程后再生
。
常用的酸浸回收工艺，虽然可以将绝大部分的锂和铁转移至溶液中，但其进一步的分离和提纯难以高效完成，且由于大量无机酸的使用，后续含有酸和重金属离子的废液极难处置
。
因此亟需一种绿色高效的方法来解决上述问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种采用硫酸盐空气焙烧回收废旧磷酸铁锂电池的方法，其工艺流程简单易实施，回收效率高，且对环境友好，对废旧磷酸铁锂的回收具有重要意义
。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术人提供了一种采用硫酸盐空气焙烧回收废旧磷酸铁锂电池的方法，具体包括：首先将废旧磷酸铁锂电池进行放电
、
拆解
、
分离等预处理得到磷酸铁锂粉末，将磷酸铁锂粉末和硫酸盐混合后进行空气焙烧，之后用水浸泡获得锂离子溶液和磷酸铁钠，将碳酸盐加入到锂离子溶液中，得到沉淀碳酸锂，最后将磷酸铁钠和还原剂混合反应后制成电池级磷酸铁钠
。
根据本专利技术提供的硫酸盐空气焙烧回收磷酸铁锂电池的方法可以有效地缩短废旧磷酸铁锂锂离子电池的回收流程，且可以充分利用所回收的材料，将其制成电池级磷酸铁钠
。
[0007]本专利技术的目的在于提供以下技术方案：一种硫酸盐空气焙烧回收磷酸铁锂电池的方法，其为采用硫酸盐空气焙烧回收磷酸铁锂电池
。
[0008]优选的，该方法包括以下步骤，
[0009]将磷酸铁锂和硫酸盐混合，并进行空气焙烧，得到固体粉末；
[0010]将固体粉末放入水中进行浸出，得到固液混合物，过滤分离，得到磷酸铁钠和含锂
溶液；
[0011]将碳酸盐添加至所述含锂溶液形成碳酸锂沉淀
。
[0012]优选的，所述硫酸盐为硫酸铵
、
硫酸钠
、
硫酸钾或硫酸镁中一种或几种
。
[0013]优选的，所述空气煅烧反应温度为
400
～
800℃
，时间为4～
6h。
[0014]优选的，水浸时间为
30
～
60min。
[0015]优选的，水浸时使用的反应温度为
20
～
90℃。
[0016]优选的，所述磷酸铁锂和硫酸盐的摩尔比为1：1～
3:1。
[0017]优选的，水浸过程中水与焙料的质量比为
50:1
～
100:1。
[0018]优选的，还包括将所述磷酸铁钠和还原剂混合反应后得到电池级磷酸铁钠
。
[0019]优选的，所述还原剂为葡萄糖
、
抗坏血酸
、
盐酸氢胺
、
磷酸二氢铵
、
炭黑
、
聚偏二氟乙烯中一种或几种
。
[0020]具有以下有益效果：
[0021](1)
本专利技术方法处理废旧磷酸铁锂流程简单，操作简便，硫酸钠作为价格最低
、
性质最稳定
、
来源最广泛的金属硫酸盐，将其作为焙烧剂可以显著降低工业成本，无副反应，可以提高工艺的整体安全性，大大降低了回收处理成本，带来较大的经济利益；
[0022](2)
本专利技术方法处理后的磷酸铁锂无有害物质排放，减少了环境污染，节省了资源；
[0023](3)
本专利技术方法通过采用硫酸盐空气焙烧回收废旧磷酸铁锂电池的方法，提锂效果明显，磷酸铁钠也得到了充分利用，可以很好的回收金属资源
。
附图说明
[0024]图1示出本专利技术提供的一种硫酸盐空气焙烧回收废旧磷酸铁锂电池的流程图；
[0025]图2为本专利技术实施例1中
800℃
焙烧
5h
制备的碳酸锂形貌图
。
具体实施方式
[0026]下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚
、
明确
。
[0027]废旧磷酸铁锂电池中虽然不含有铅
、
汞等重金属污染物，但报废的磷酸铁锂电池对环境仍有一定的危害
。
废旧磷酸铁锂正极材料中含有丰富的铁
、
锂等金属，其中最有回收价值的元素是锂，铁也具有一定的回收价值
。
由于磷酸铁锂中不含有钴
、
镍等高价值金属，其回收价值相对于三元材料较低
。
因此，磷酸铁锂电池对回收工艺的效率
、
低成本要求更高
。
[0028]目前，磷酸铁锂的主要回收方式为湿法回收，即利用浸出剂浸取锂和铁等元素
。
浸出液经过除杂提纯后，分离回收锂
、
铁元素
。
浸出剂主要有硫酸
、
硝酸和盐酸等
。
但湿法回收过程中难免会产生大量含酸和金属离子的废水，后续的净化工艺会消耗大量的资金，增加了成本，对环境也会造成很大的影响
。
[0029]为了解决上述问题，本专利技术提供一种硫酸盐空气焙烧回收废旧磷酸铁锂电池的方法，通过将废旧磷酸铁锂电池进行放电
、
拆解
、
分离等预处理得到磷酸铁锂粉末，把磷酸铁锂粉末与硫酸盐混合焙烧后获得固体粉末，将其水浸之后分为锂离子溶液以及磷酸铁钠，
在将锂离子进行沉淀，磷酸铁与还原剂混合反应后制成电池级磷酸铁钠
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种硫酸盐空气焙烧回收磷酸铁锂电池的方法，其特征在于：采用硫酸盐空气焙烧回收磷酸铁锂电池
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：包括以下步骤，将磷酸铁锂和硫酸盐混合，并进行空气焙烧，得到固体粉末；将固体粉末放入水中进行浸出，得到固液混合物，过滤分离，得到磷酸铁钠和含锂溶液；将碳酸盐添加至所述含锂溶液形成碳酸锂沉淀
。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述硫酸盐为硫酸铵
、
硫酸钠
、
硫酸钾或硫酸镁中一种或几种
。4.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述空气煅烧反应温度为
400
～
800℃
，时间为4～
6h。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：水浸时间为
30
～

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏飞，苏石临，范德忠，施马康，
申请(专利权)人：安徽维晶新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：