【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废旧锂离子电池回收的，具体地说，涉及一种一种基于氧化还原靶向液流电池的废旧磷酸铁锂回收再生方法。
技术介绍
1、锂离子电池(lib)是最令人印象深刻和最成功的能源存储系统之一，在我们的日常生活中发挥着重要作用。作为锂离子电池的主要正极，磷酸铁锂(lfp)拥有很大的市场份额。由于具有较强的fe-o和p-o键能，lfp可以保持稳定的橄榄石晶体结构，从而具有良好的高温稳定性。此外，lfp的核心元素fe和p具有成本效益，作为自然资源在世界范围内分布广泛。因此，基于磷酸铁锂的锂离子电池广泛应用于电动汽车(ev)和储能系统(ess)，随着应用规模的扩大，未来必须面对磷酸铁锂电池大规模废弃的情况，并且可以肯定的是，它们的回收变得非常紧迫和必要。
2、到目前为止，许多回收工艺都集中在有价值的元素和正极材料上，特别是，废磷酸铁锂正极材料的回收。一般采用两种回收途径：火法冶金和湿法冶金工艺。这两种策略各有利弊。火法直接促进lfp正极材料的物理化学转化和进一步再生。例如，将用过的lfp材料与li2co3通过球磨混合，然后在高温下干燥。尽管有效的火法冶金技术可以达到回收的目的，但该过程需要大量的能量消耗。此外，该过程所需的高温可能会导致结构损坏和电化学性能下降，从而阻碍废磷酸铁锂正极材料的可持续发展。因此，火法冶金不能被视为行业内可持续的回收方法。就湿法冶金而言，大多数提锂方法都是基于氧化浸出，包括酸浸、碱浸和生物浸出。剩余元素通过溶剂萃取、化学沉淀和电化学沉积的不同组合从浸出液中回收。然而，湿法冶金技术总是很繁琐，因为它涉及
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种低成本、无污染的连续化可控磷酸铁锂正极材料再生方法，旨在解决现有废旧磷酸铁锂正极再利用存在回收废液二次污染的问题。本专利技术的方法直接利用回收的磷酸铁锂作为正极，并与负极匹配以制造磷酸铁锂电池，无需进行任何二次处理。整个过程不会产生二次污染，完全符合洁净生产和循环绿色经济的要求。
2、为了实现上述技术问题，本专利技术采取了以下的技术方案：
3、本专利技术的目的在于提供一种基于氧化还原靶向液流电池的废旧磷酸铁锂回收再生方法，具体是通过下述步骤实现的：
4、s1、拆解废旧磷酸铁锂电池，分离出正极片，冲洗，烘干；
5、s2、计算废旧lfp正极片中锂离子的缺少量、面负载量和面容量；
6、s3、构建锌铁液流电池，所述液流电池包括隔膜、正极储罐和负极储罐，正极储罐装有正极电解液，负极储罐装有负极电解液，正极电解液包含[fe(cn)6]3-；
7、s4、然后将s1处理后的正极片置于液流电池的正极储罐内，对液流电池恒流放电，放电结束自然冷却至室温，即得到修复再生的磷酸铁锂正极片。
8、进一步地限定，s1中，用dmc溶剂冲洗分离出来的正极片。
9、进一步地限定，s1中，烘干是在70℃～90℃真空烘箱中干燥至少1h。
10、进一步地限定，s2中，通过icp-ms测试废旧磷酸铁锂电极片中锂离子的缺失程度，利用分析天平测量电极片单位面积内的负载量和面容量。
11、进一步地限定，s3中，[fe(cn)6]3-的浓度为0.01m～0.7m。
12、进一步地限定，s3中，所述正极电解液还包括助电解质。
13、更进一步地限定，助电解质为licl，licl的浓度为3m。
14、进一步地限定，s3中，负极电解液由znbr2、lioh和去离子水组成。
15、更进一步地限定，znbr2的浓度为0.4m，lioh的浓度为3m。
16、进一步地限定，s3中，所述隔膜的制备的步骤如下：
17、(1)将聚合物、炭黑和溶剂按(0.05～1)∶(2～8)∶(100～1000)的质量比混合，得到溶液；
18、(2)将溶液通过喷涂、旋涂、滚涂、刷涂、刮涂或界面聚合形成在离子交换膜的表面，再挥发溶剂，得到所述隔膜；
19、其中聚合物为pvdf、ptfe或丙烯酸聚氨酯；炭黑为超级炭黑、科琴黑或普通炭黑，溶剂为水、异丙醇、乙醇、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或者其中的几种。
20、进一步地限定，s4中，恒流放电时间为1h～24h，反应温度为25℃～60℃，电流密度控制在1ma/cm2～100ma/cm2，电压范围控制在0.01v～2v。
21、本专利技术旨在提供一种基于氧化还原靶向液流电池的废旧磷酸铁锂回收再生方法。该方法利用碱性锌铁液流电池放电所产生的[fe(cn)6]4-与废旧磷酸铁锂正极片进行反应，实现对废磷酸铁锂正极片的再生。相比其他回收再生方法，该方法能够将回收的正极材料直接再生，并与负极匹配用于制作电池，无需进行煅烧等二次工艺，从而减少了污染和能耗。此外，该方法具备连续化生产能力，能够提高回收利用效率，且经济驱动力强，适合大规模量产，可直接用于工业化应用。
22、本专利技术的另一个目的是提供一种磷酸铁锂电池，即由回收再生方法得到的正极片组装而成的磷酸铁锂电池。该电池的放电容量和循环寿命几乎与全新磷酸铁锂正极组装的电池相当。这证明了本专利技术提供的回收再生方法能够成功修复废旧的磷酸铁锂正极材料。
23、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
24、与现有的回收再生方法相比，本专利技术的方法能够直接再生废旧磷酸铁锂正极材料，并且与负极匹配用于制作电池，无需进行煅烧等二次工艺，从而减少了污染和能耗。并且该方法简便快捷，省去了机械法、酸浸或碱浸等繁琐步骤，降低了成本，避免对环境造成二次污染。此外，本专利技术对设备要求不高，非常适合进行工业化规模的锂电池回收再生。
25、本专利技术利用靶向液流电池对废旧磷酸铁锂材料进行电化学补锂，弥补废旧磷酸铁锂材料在多次充放电使用过程中损失的锂，从而修复磷酸铁锂正极材料的电化学性能，与现有回收再生方法的构思上存在不同。
26、为了能够更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术详细说明与附图，然而所附的附图仅提供参考和说明之用，并非用来对本专利技术加以限制。
【技术保护点】
1.一种基于氧化还原靶向液流电池的废旧磷酸铁锂回收再生方法，其特征在于，所述方法是通过下述步骤实现的：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S2中，通过ICP-MS测试废旧磷酸铁锂电极片中锂离子的缺失程度，利用分析天平测量电极片单位面积内的负载量和面容量。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S3中，[Fe(CN)6]3-的浓度为0.01M～0.7M。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S3中，所述正极电解液还包括助电解质。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，助电解质为LiCl，LiCl的浓度为3M。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S3中，负极电解液由ZnBr2、LiOH和去离子水组成。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，ZnBr2的浓度为0.4M，LiOH的浓度为3M。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S3中，所述隔膜的制备的步骤如下：
9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S4中，恒流放电时间为1h～24h，反应温度为25℃～60℃，电
10.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S4中，反应温度为50℃，电流密度控制在20mA/cm2。
...【技术特征摘要】
1.一种基于氧化还原靶向液流电池的废旧磷酸铁锂回收再生方法，其特征在于，所述方法是通过下述步骤实现的：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，s2中，通过icp-ms测试废旧磷酸铁锂电极片中锂离子的缺失程度，利用分析天平测量电极片单位面积内的负载量和面容量。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，s3中，[fe(cn)6]3-的浓度为0.01m～0.7m。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，s3中，所述正极电解液还包括助电解质。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，助电解质为licl，licl的浓度为3m。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦伟，贾鑫，吴晓宏，卢松涛，李杨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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