【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废物利用化学领域，具体涉及一种回收利用废弃磷酸铁锂电池制备磷酸铁锂的方法。
技术介绍
1、随着混合电动车和电动车的快速发展，动力锂离子电池的产量大幅增加，随之而来的是大量退役的动力锂离子电池的处理问题，储能电池或能源电池大量废弃，具有资源大量浪费、腐蚀性强、安全隐患高等缺点。
2、因此，磷酸铁锂电池的回收具有极大的社会、实用和经济价值。目前，回收磷酸铁锂电池的方法主要集中在锂元素的分离回收，其中的铁和磷元素大多没有充分回收利用或回收利用的价值不高。
3、随着各国对全球生态环境的重视，从二次资源中获取原料制备磷酸铁锂也将成为未来研究的一种趋势。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术存在的能源行业的储能电池或能源电池大量废弃的难题，提供一种从废弃磷酸铁锂电池中回收制备磷酸铁锂的方法。
2、为实现以上专利技术目的，本专利技术采用以下的技术方案：
3、一种回收利用废弃磷酸铁锂电池制备磷酸铁锂的方法，包括如下步骤：
4、(1)拆解废弃磷酸铁锂电池得到带有正极材料的正极片，将正极材料和正极片分离，得到磷酸铁锂正极粉末；
5、(2)将所述正极粉末加入酸溶液中，搅拌溶解，过滤，滤液为含有铁盐和锂盐的水溶液；
6、(3)在搅拌下，调节所述含有铁盐和锂盐的水溶液的ph，加入助剂a并发生反应，静置，过滤得到滤液，并检测滤液中fe2+摩尔浓度和li+摩尔浓度；
7、(4)调整滤液中fe
8、(5)将步骤(4)获得的滤液和水洗涤液合并、浓缩，在搅拌下调节ph，过滤，向滤液中加入步骤(3)测定并计算得到的li+摩尔量1-2倍的碳酸盐，搅拌反应，过滤、用水洗涤滤饼，干燥得到碳酸锂，将碳酸锂与乙酸按摩尔比1:1-1.5混合搅拌后蒸发结晶得到乙酸锂；
9、(6)将所述乙酸锂与溶剂混合，得到乙酸锂溶液，向乙酸锂溶液中加入还原剂，加热搅拌，按比例加入步骤(4)获得的磷酸铁，搅拌反应、静置、过滤、洗涤、烘干得到磷酸铁锂前驱体；
10、(7)将步骤(6)获得的磷酸铁锂前驱体与碳源混合均匀后煅烧得到磷酸铁锂。
11、一些具体的实施方案中，步骤1)中拆解废弃磷酸铁锂电池得到带有正极材料的正极片，浸于碱水溶液中将正极材料和正极片分离，洗涤去除正极材料，正极片烘干，研磨得到磷酸铁锂正极粉末；
12、优选地，所述碱为氢氧化钠或氨水中的至少任一种。
13、一些具体的实施方案中，步骤2)中所述酸溶液为盐酸、硫酸或磷酸的水溶液中的至少任一种；
14、优选地，所述酸溶液的摩尔浓度为3-6m；
15、更优选地，所述正极粉末和所述酸溶液的用量比为1g：3-8ml。
16、一些具体的实施方案中，步骤3)中调节所述含有铁盐和锂盐的水溶液的ph＝2-4；
17、优选地，所述助剂a为聚丙烯酰胺或聚氯化铁中的任一种；
18、更优选地，所述聚丙烯酰胺或聚氯化铁的分子量为600万-2000万，优选为600万-1200万、800万-1500万或800万-2000万。
19、一些具体的实施方案中，助剂a加入量以调节ph值后的含有铁盐和锂盐的水溶液的体积计，所述助剂a的加入量为45-75mg/l；
20、优选地，所述反应的反应温度为45-85℃，反应时间0.5-2h；和/或
21、反应结束后静置1-3小时。
22、一些具体的实施方案中，步骤4)中所述磷源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵或磷酸二氢锂中的至少任一种；和/或
23、所述氧化剂为双氧水、氯气或过硫酸铵中的至少任一种。
24、一些具体的实施方案中，步骤4)中所述十六烷基三甲基溴化铵的加入质量为铁盐质量的0.1％-2％；
25、优选地，所述调节ph为调节ph＝1.5-3；和/或
26、所述搅拌反应，搅拌速度为100-500rpm，反应温度为60-90℃，反应时间为0.5-3h；和/或
27、所述陈化，陈化温度为85-95℃，陈化时间为0.5-3h。
28、一些具体的实施方案中，步骤5)中所述浓缩为浓缩1-2倍；和/或
29、所述调节ph为调节ph＝8-11；和/或
30、所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾；
31、优选地，所述搅拌反应，搅拌速度为100-500rpm，反应温度为60-100℃，反应时间为0.5-3h。
32、一些具体的实施方案中，步骤6)中所述溶剂为无水乙醇或去离子水中的任一种；和/或
33、所述还原剂为抗坏血酸或葡萄糖中至少一种；
34、优选地，所述乙酸锂和所述还原剂的摩尔比为2:1；和/或
35、所述加热搅拌，温度为60-80℃，搅拌时间为5-10min；和/或
36、所述乙酸锂和加入的步骤(4)获得的磷酸铁的摩尔比1.2:1；
37、更优选地，所述搅拌反应，反应温度为60-80℃，反应时间为4-6h；和/或
38、所述静置，静置时间为1-3h；所述烘干，烘干温度为60-100℃，烘干时间为6-12h。
39、一些具体的实施方案中，步骤7)中所述碳源为葡萄糖或碳粉；
40、优选地，所述碳源为磷酸铁锂前驱体质量的5％-15％；
41、更优选地，所述煅烧为无氧煅烧，煅烧温度为500-800℃，煅烧时间为3-6h。
42、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
43、1)本专利技术解决了废弃磷酸铁锂电池废弃而无法有效回收利用的难题；
44、2)本专利技术生产成本低，能耗低，设备材料易得，操作简单和容易工业化；
45、3)废弃磷酸铁锂电池中的铁、磷、锂元素有效充分的回收利用，在消除重金属和磷对环境污染的同时，得到高附加值的产品——磷酸铁锂；
46、4)利用废弃磷酸铁锂电池正极材料杂质含量低的特性，直接制备高附加值的磷酸铁锂。
47、5)资源化过程中的废水元素含量低，可以集中处理，无二次污染。
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1.一种回收利用废弃磷酸铁锂电池制备磷酸铁锂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中拆解废弃磷酸铁锂电池得到带有正极材料的正极片，浸于碱水溶液中将正极材料和正极片分离，洗涤去除正极材料，正极片烘干，研磨得到磷酸铁锂正极粉末；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述酸溶液为盐酸、硫酸或磷酸的水溶液中的至少任一种；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中调节所述含有铁盐和锂盐的水溶液的pH＝2-4；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，助剂A加入量以调节pH值后的含有铁盐和锂盐的水溶液的体积计，所述助剂A的加入量为45-75mg/L；
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述磷源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵或磷酸二氢锂中的至少任一种；和/或
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述十六烷基三甲基溴化铵的加入质量为铁盐质量的0.1％-2％；
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6)中所述溶剂为无水乙醇或去离子水中的任一种；和/或
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤7)中所述碳源为葡萄糖或碳粉中的至少任一种；
...【技术特征摘要】
1.一种回收利用废弃磷酸铁锂电池制备磷酸铁锂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中拆解废弃磷酸铁锂电池得到带有正极材料的正极片，浸于碱水溶液中将正极材料和正极片分离，洗涤去除正极材料，正极片烘干，研磨得到磷酸铁锂正极粉末；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述酸溶液为盐酸、硫酸或磷酸的水溶液中的至少任一种；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中调节所述含有铁盐和锂盐的水溶液的ph＝2-4；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，助剂a加入量以调节ph值后的含有铁盐和锂盐的水溶液的体积计...
【专利技术属性】
技术研发人员：王兴尧，熊伟洋，王汇睿，王宁璨，熊流芳，
申请(专利权)人：同兴伟业深圳新能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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