废旧磷酸铁锂电池的回收方法技术

废旧磷酸铁锂电池的回收方法，它涉及一种电池的回收方法。本发明专利技术的目的在于提供一种工艺简单、成本低的电池的回收方法。本方法如下：将废旧磷酸铁锂电池除去残余电量，取出电池的电芯粉碎成电芯碎片，用氢氧化钠溶液浸泡并进行搅拌，然后过滤、洗涤、干燥和振动筛分，筛上得到的纯净的铝、纯净的铜与隔膜，铝和铜通过熔炼进行回收，筛下得到混合粉体，将混合粉体用酸溶液清洗，干燥，热处理，调节锂、铁、磷和碳的摩尔比，然后球磨、干燥，煅烧，得到磷酸铁锂正极材料。本发明专利技术提供的高效回收废旧磷酸铁锂电池的方法，该方法工艺简单、生产成本低、见效快。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池的回收方法。
技术介绍
锂离子电池由于能量密度高、质量轻、寿命长且无记忆效应，被广泛用于现代电子设备中。随着经济的高速发展和电器小型化的趋势，其发展前景广阔。能源枯竭，环境污染，已经成为当前社会不得不面对并急需解决的问题，因此，电动车和混合电动车得到越来越多国家的重视。作为动力源，现在还没有任何一种电池能与石油相提并论，动力电池已成为限制 电动车和混合电动车发展的瓶颈。目前，由于VRLA电池和Ni-MH电池的比能量较低，而质子交换膜燃料电池实现真正意义的商品化为时尚早，这样，锂离子电池以其工作电压高、t匕能量和比功率高、循环寿命长和环境污染小而成为动力电池的研发热点。对于动力锂离子电池，其性能很大程度上取决于正极材料的性能，高性能正极材料的研究一直是动力锂离子电池研究的焦点。在商业化的锂离子电池中，采用最多的正极材料就是LiCoO2,但LiCoO2价格昂贵，对环境不够友好，并且安全性较差，因此各国科研人员一刻也没有停止研究开发新型正极材料。LiFePO4以其原料来源丰富、环境友好、放电电压平稳、具有良好的热稳定性和优良的循环特性而成为研究热点，并成为动力锂离子电池理想的正极材料。2010年我国锂离子电池的产量已达26. 8亿只，预计，随着电动车和混合电动车的发展，到2020年锂离子电池的产量将翻两番。这样废旧锂离子电池的回收势必引起人们的极大关注。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、成本低的电池的回收方法，特别是一种废IH磷酸铁锂电池的回收方法。如下一、将废旧磷酸铁锂电池除去残余电量，取出电池的电芯粉碎成电芯碎片，将电芯碎片用氢氧化钠溶液浸泡并进行搅拌，搅拌的同时进行超声波振荡，然后过滤、洗涤、干燥和振动筛分，筛上得到的纯净的铝、纯净的铜与隔膜，其中铝和铜通过熔炼进行回收，筛下得到混合粉体；二、将混合粉体用酸溶液清洗I 3min，然后干燥；三、将经过步骤二处理的混合粉体在150°C 450°C温度条件下热处理2h 8h ;四、检测经过步骤三处理的混合粉体，根据锂、铁、磷和碳的含量，通过添加铁源化合物、锂源化合物、磷源化合物和碳源化合物，调节锂、铁、锂、磷和碳的摩尔比为1.05 I I (O. 5 I. 5)，然后球磨、干燥，得混合物；五、将混合物在惰性气体保护、600°C 900°C的条件下煅烧5h 12h，得到磷酸铁锂正极材料；步骤一中所述氢氧化钠溶液的浓度为O. lmol/L O. 5mol/L ；步骤二中所述的酸溶液是浓度为O. 5mol/L 2mol/L硫酸、浓度为lmol/L 4mol/L的盐酸或者由浓度为O. 5mol/L 2mol/L的硫酸和浓度为lmol/L 4mol/L的盐酸按任意比组成的混酸；步骤四中所述的铁源化合物是FeC204、Fe (NO3) 3、FePO4及Fe2O3中的一种或几种的组合；步骤四中所述的锂源化合物是LiOH · H2O, Li2CO3及LiCH3COO · H2O中的一种或几种的组合；步骤四中所述的磷源化合物是nh4h2po4、(NH4) 2hpo4、(NH4) 3po4及P2O5中的一种或几种的组合；步骤四中所述的碳源是蔗糖、葡萄糖、乳糖、麦芽糖及碳纳米管中的一种或几种的组合；步骤五中所述惰性气体为氩气或氩氢混合气，氩氢混合气中氢气占氩氢混合气总体积的5 % 50 %。本专利技术提供的高效回收废丨日磷酸铁锂电池的方法，实现了废旧磷酸铁锂电池的综合回收，再回收处理过程中没有造成二次污染；经处理所得磷酸铁锂正极回收料具有较好的电化学性能，同时实现了铝、铜箔基体的回收；该方法工艺简单、生产成本低、见效快。附图说明图I是实验一得到的磷酸铁锂正极材料的X射线衍射谱图；图2是实验一得到的磷酸铁锂正极材料的扫描电镜照片；图3是实验一得到的磷酸铁锂正极材料的的首次充放电曲线图；图4是实验一得到的磷酸铁锂正极材料的的循环性能曲线图，图中■表示O. 5C的磷酸铁锂正极材料的的循环性能曲线， 表示O. IC的磷酸铁锂正极材料的的循环性能曲线。具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一本实施方式如下一、将废旧磷酸铁锂电池除去残余电量，取出电池的电芯粉碎成电芯碎片，将电芯碎片用氢氧化钠溶液浸泡并进行搅拌，搅拌的同时进行超声波振荡，然后过滤、洗涤、干燥和振动筛分，筛上得到的纯净的铝、纯净的铜与隔膜，其中铝和铜通过熔炼进行回收，筛下得到混合粉体；二、将混合粉体用酸溶液清洗I 3min，然后干燥；三、将经过步骤二处理的混合粉体在150°C 450°C温度条件下热处理2h 8h ;四、检测经过步骤三处理的混合粉体，根据锂、铁、磷和碳的含量，通过添加铁源化合物、锂源化合物、磷源化合物和碳源化合物，调节锂、铁、锂、磷和碳的摩尔比为1.05 I I (O. 5 I. 5)，然后球磨、干燥，得混合物； 五、将混合物在惰性气体保护、600°C 900°C的条件下煅烧5h 12h，得到磷酸铁锂正极材料；步骤一中所述氢氧化钠溶液的浓度为O. lmol/L O. 5mol/L ；步骤二中所述的酸溶液是浓度为O. 5mol/L 2mol/L硫酸、浓度为lmol/L 4mol/L的盐酸或者由浓度为O. 5mol/L 2mol/L的硫酸和浓度为lmol/L 4mol/L的盐酸按任意比组成的混酸；步骤四中所述的铁源化合物是FeC204、Fe (NO3) 3、FePO4及Fe2O3中的一种或几种的组合；步骤四中所述的锂源化合物是LiOH · H2O, Li2CO3及LiCH3COO · H2O中的一种或几种的组合；、步骤四中所述的磷源化合物是NH4H2P04、(NH4) 2HP04、(NH4) 3P04及P2O5中的一种或几种的组合；步骤四中所述的碳源是蔗糖、葡萄糖、乳糖、麦芽糖及碳纳米管中的一种或几种的组合。本实施方式步骤四中所述的铁源化合物是组合物时，各成分间为任意比。本实施方式步骤四中所述的锂源化合物是组合物时，各成分间为任意比。本实施方式步骤四中所述的磷源化合物是组合物时，各成分间为任意比。本实施方式步骤四中所述的碳源是组合物时，各成分间为任意比。具体实施方式二 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤五中所述惰性气体为IS气或IS氢混合气，IS氢混合气中氢气占IS氢混合气总体积的5% 50%。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中所述氢氧化钠溶液的浓度为O. 4mol/L。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤三中将经过步骤二处理的混合粉体在250°C 350°C温度条件下热处理4h 6h。其它与具体实施方式一至三之一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤三中将经过步骤二处理的混合粉体在200°C 400°C温度条件下热处理3h 7h。其它与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤三中将经过步骤二处理的混合粉体在300°C温度条件下热处理5h。其它与具体实施方式一至五之一相同。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一至六之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴长松，潘英俊，刘元龙，王洪彩，郑茹娟，贾铮，赵力，熊岳平，路密，黄兵，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：