[发明专利]一种回收废旧磷酸铁锂电池正极材料中锂，铁，集流体‑铝箔的方法

说明书

技术领域

本发明应用于锂离子电池正极废旧材料的处理回收领域，更具体的说是磷酸铁锂正极废旧材料中各种有用元素回收方法。

背景技术

自1991年全球第一只商业化锂离子电池由日本索尼推向市场以来，锂离子电池产业已经历了20多年的发展，市场规模从无到有，先后超越镍镉电池、镍氢电池等其他二次电池而发展成为3C电子产品、电动汽车和储能领域的首选电池。

近年来，随着化石资源的日益减少，雾霾等环境问题的日益严重，发展电动汽车得到各国政府的高度重视。而发展电动汽车，关键在电池。锂离子电池凭借其优良的性能成为新一代电动汽车的理想动力源，具有重量轻、储能大、功率大、无污染、也无二次污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛，是电动汽车较为理想的车用蓄电池。从电动汽车列入国家863高科技发展计划，到新能源汽车产业列入国家七大战略新兴产业，中国新能源汽车产业近十年来得到了快速的发展，2015年我国新能源汽车呈现爆发式增长，产量37.9万辆，同比增长3.5倍，2017年有望达到65万辆，中国也成为全球最大的新能源汽车的增量市场。在未来5年全国新能源汽车将达500万辆保有量的政策目标。

中国新能源汽车动力电池的发展使用的正极材料通常有锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂。磷酸铁锂电池因其安全可靠、性能稳定和成本相对低廉的优点受到青睐，尤其是在城市公交和电动大巴上应用的动力电池，主要都是磷酸铁锂电池。据统计，在纯电动客车上，磷酸铁锂仍占主流，磷酸铁锂的产量(含企业自产)2016年相比于2015年增长170.0％。

随着磷酸铁锂电池在新能源汽车上的用量逐年增大，各个电池生产厂家的磷酸铁锂电池的产量也越来越大，随之而来的磷酸铁锂正极材料生产厂在生产过程中存在的废料，以及电池厂在涂布压片过程中因断带或者切片不均而产生的正极废旧材料也越来越多。如果将这些废旧材料直接丢弃，无疑是一种巨大的资源浪费。尤其是随着新能源汽车对锂电池的需求越来越大，导致各种锂盐的价格均迅速上涨，并且越来越多磷酸铁锂电池生产厂家使用磷酸铁作为合成磷酸铁锂的前驱体，也导致了磷酸铁价格的提高。因此回收磷酸铁锂电池正极废片中锂，铁，集流体-铝箔的意义非常重大，不仅可以解决磷酸铁锂电池报废后的回收问题，回收得到的产物还可以产生一定的经济效益，而且通过回收得到的锂盐、铁盐可以作为重新合成磷酸铁锂的原料，进一步降低生产成本。

本发明采用一种简单的方法回收废旧磷酸铁锂电池正极材料中锂，铁，集流体-铝箔，在整个回收过程中可以几乎完整地保存铝箔以便其回收，同时，可以极大的将废旧磷酸铁锂废片中锂、铁元素以磷酸铁、磷酸锂的形式回收。磷酸铁可作为新生产磷酸铁锂的前驱体材料，磷酸锂可作为生产碳酸锂或氢氧化锂的前驱体，真正意义上实现原子经济。

发明内容

本发明的目的是针对磷酸铁锂电池的制造过程中,磷酸铁锂正极材料在涂布压片过程中常常会因断带或者切片时而产生大量的边角料,以及废旧磷酸铁锂电池正极片,而提供的一种回收废旧磷酸铁锂电池正极材料中锂，铁，集流体-铝箔的方法。

本发明的技术方案是：

一种回收废旧磷酸铁锂电池正极材料中锂，铁，集流体-铝箔的方法，包括如下步骤：

(1)将待回收的废旧磷酸铁锂电池正极材料置于碱性溶液中进行搅拌，超声处理，待活性物质磷酸铁锂混合材料从铝箔上完全脱落后，将铝箔从碱液中分离后直接进行回收；

(2)将步骤(1)碱性溶液中的磷酸铁锂混合材料过滤分离后进行干燥；

(3)将步骤(2)干燥后的磷酸铁锂混合材料置在窑炉中煅烧4～8h,然后进行球磨处理，球磨后的粉料用振动过筛，控制粒径在10～15μm；

(4)将步骤(3)球磨后的混合材料浸入酸液中搅拌，使混合材料完全溶解；

(5)向步骤(4)所得混合液中缓慢加入碱液，调节溶液的pH值使溶液中的三价铁离子以磷酸铁的形式沉淀，过滤、洗涤，得到磷酸铁材料；

(6)向步骤(5)所得滤液中继续缓慢加入碱液，调节滤液至中性；

(7)向步骤(6)的中性溶液中加入磷酸盐至饱和状态，溶液中逐步出现白色沉淀，直至白色沉淀不再出现后，过滤、洗涤，得到磷酸锂；

(8)将步骤(1)、(5)、(7)分别得到的铝箔、磷酸铁、磷酸锂进行干燥，得到铝箔、磷酸铁和磷酸锂材料。

进一步地，所述的废旧磷酸铁锂正极材料为工厂生产线上产生的磷酸铁锂正极废旧材料，包括正极材料厂产生的废料，以及电池厂的边角余料和废旧磷酸铁锂电池正极片。