[发明专利]一种磷酸铁锂电池正极材料回收再利用的方法

说明书

本发明涉及锂电池领域，公开了一种磷酸铁锂电池正极材料回收再利用的方法。包括如下过程：（1）将废旧磷酸铁锂电池经拆解后剥去外壳，放入双氧水中进行超声振荡和机械搅拌，取出铝箔和铜箔以及隔膜直接回收，其余部分为回收液；（2）向回收液中加入锂源、铁源和磷源，得到混合溶液；（3）向混合溶液中加入柠檬酸、氨水，形成溶胶；（4）将溶胶进行喷雾干燥的粉末与碳源混合球磨、煅烧，即得磷酸铁锂材料。本发明的方法工艺简单，产品利用率高，回收成本低，所得磷酸铁锂材料颗粒球形度好，粒度分布均匀，振实密度高，高倍率下稳定好，并且导电性好，充放电性能优异。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，公开了一种磷酸铁锂电池正极材料回收再利用的方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，以石油、煤炭、天然气为代表的不可再生能源逐渐减少，大气污染、水污染、固体废弃物污染不断加剧，能源与环境问题逐渐成为可持续发展面临的挑战。新能源产业的快速发展为锂离子电池在储能电池领域的应用提供了前所未有的机遇。

锂离子电池因其具有能量密度高、自放电流小、安全性高、可大电流充放电、循环次数多、寿命长等优点，越来越多地应用于手机、笔记本电脑、数码相机、电动汽车、航空航天、军事装备等多个领域。但是锂离子电池的寿命一般为2~5年，随着锂离子电池的广泛应用，会产生大量的废旧的锂离子电池，不仅会造成资源严重浪费，还对环境和人体有一定的污染。

磷酸铁锂为正极材料的锂离子动力电池由于其成本低、循环性能佳、安全性能好等特点，已经广泛的应用在电动汽车行业。巨大的锂离子动力电池的消费带来了数目惊人的废电池，这些废旧锂离子动力电池很多直接作为垃圾处理，这不仅是一种资源的浪费，而且对环境造成污染。因此，锂离子动力电池的回收具有重要的意义。

中国发明专利申请号201510773893.8公开了一种磷酸铁锂动力电池的回收利用方法，步骤包括：将磷酸铁锂动力电池放电、拆解后分离出正负极片、隔膜和外壳，直接回收隔膜和外壳；负极片粉碎后经超声、搅拌处理，过滤后回收铜片。正极片粉碎过筛后使用有机酸液进行浸出反应，过滤后实现含锂、铝溶液与有机酸铁盐、炭黑、粘结剂等滤渣分离；向滤液中加入碱液，得氢氧化铝沉淀并与含锂溶液分离；将所得含锂溶液处理后可回收锂；沉锂后的溶液通过结晶步骤得到有机酸钠盐产品。该发明所述的方法，使用有机酸液直接浸出分离磷酸铁锂正极片中的铁等，简化了回收工艺，使用常规设备和原料，经济、简便地回收磷酸铁锂电池正极材料中的锂、铝和铜，并得到了具有高附加值的有机酸钠盐产品。

中国发明专利申请号201810037663.9公开了一种适用于磷酸铁锂/镍钴锰酸锂动力电池回收利用的方法，该方法中，磷酸铁锂/镍钴锰酸锂的修复回收方法包括如下步骤：强制放电、初次粉碎、强制挤压、二次粉碎、鼓风干燥、振动筛分、高温煅烧、酸洗、碱浸、二次鼓风干燥、测定元素含量、二次高温煅烧；磷酸铁锂的再生回收方法包括如下步骤：强制放电、初次粉碎、强制挤压、二次粉碎、鼓风干燥、振动筛分、高温煅烧、酸洗、碱浸二、二次鼓风干燥；镍钴锰酸锂的再生回收方法包括如下步骤：强制放电、初次粉碎、强制挤压、二次粉碎、鼓风干燥、振动筛分、高温煅烧、酸洗、电镀、加入碳酸根离子；本发明简单实用，回收成本低，且无污染压力，适用性和操作性强，可用于工业化生产。

根据上述，现有方案中用于回收利用磷酸铁锂电池正极材料的方法，工艺繁琐，产品利用率低，而且回收材料导电性差，高倍率稳定性差，充放电性能不理想。

发明内容

目前应用较广的回收利用磷酸铁锂电池正极材料的技术方法，存在工艺繁琐、产品利用率低的缺陷，并且回收产品的导电性差，高倍率稳定性差，充放电性能不理想，本发明提出了一种磷酸铁锂电池正极材料回收再利用的方法，可有效解决上述技术问题。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种磷酸铁锂电池正极材料回收再利用的方法，制备的具体过程为：