[发明专利]废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法

说明书

本发明属于废旧锂电池资源回收技术领域，具体涉及一种废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法，包括以下步骤：(1)将粉碎过筛后的废旧磷酸铁锂电池正极材料放入三价铁盐溶液中，反应后过滤，得到第一滤液和第一滤饼；(2)在所述第一滤液中加入碱和氧化剂，反应后过滤，得到第二滤液和第二滤饼；(3)在所述第二滤液中加入锂盐沉淀剂，反应后过滤，得到第三滤液和粗制锂盐，第三滤液补入三价铁离子后返回步骤(1)循环利用。本发明的方法采用三价铁盐作为浸取试剂，具有无污染、对锂的浸出效率高(96％)的优点。

技术领域

本发明属于废旧锂电池资源回收技术领域，具体涉及一种废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法。

背景技术

随着新能源汽车产业的高速发展，到2020年动力锂电池的需求量将达到125GWh，报废量将达32.2GWh，约50万吨；到2023年，报废量将达到101GWh，约116万吨。按磷酸铁锂电池的装机量约占整体锂电池总量的1/3计算，未来几年我国将产生约20～40万吨的废磷酸铁锂电池。如果报废的磷酸铁锂电池不得到妥善的处置，将会对环境造成巨大的污染。废弃磷酸铁锂电池具有显著的资源性，其中锂的潜在价值最高。因此，废旧磷酸铁锂电池的回收刻不容缓。

目前，废旧磷酸铁锂正极材料的回收方法主要有两种：直接再生和湿法冶金回收有价金属。直接再生的方法虽然简单、环境友好，但是再生的正极材料由于其含有其他杂质元素使得再生的锂离子电池性能不佳。湿法冶金的处理方法一般都采用酸浸取，中国专利关于废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法中大部分均有涉及，如公开号为CN109207730A、CN109775678A、CN106684485A、CN107739830A等的专利申请。这种方法虽然浸出率较高但是后期需要大量的碱液去中和前期过量的酸液并且所使用的酸不能循环使用，所以造成了工艺路线复杂并加大了生产成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法。

具体的，本发明的一种废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法，包括以下步骤：

(1)将粉碎过筛后的废旧磷酸铁锂电池正极材料放入三价铁盐溶液中，反应后过滤，得到第一滤液和第一滤饼；

(2)在所述第一滤液中加入碱和氧化剂，反应后过滤，得到第二滤液和第二滤饼；

(3)在所述第二滤液中加入锂盐沉淀剂，反应后过滤，得到第三滤液和粗制锂盐，第三滤液补入三价铁离子后返回步骤(1)循环利用。

上述的废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法还包括：将所述第一滤饼洗涤烘干后得到磷酸铁。

上述的废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法还包括：将所述第二滤饼加入酸中生成三价铁盐溶液，将所述三价铁盐溶液返回步骤(1)循环利用。

上述的废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法，步骤(1)中，所述反应的反应温度为25-70℃，反应时间为23-60min，所述三价铁盐溶液中的铁与所述废旧磷酸铁锂电池正极材料中的磷酸铁锂的摩尔比为1：1。

上述的废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法，所述废旧磷酸铁锂电池正极材料与所述三价铁盐溶液的比例为(40g-500g):1L。

上述的废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法，步骤(1)中，所述三价铁盐溶液包括硫酸铁溶液、氯化铁溶液和硝酸铁盐溶液中的一种或多种。

上述的废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法，步骤(2)中，所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂和氨水中的一种。

上述的废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法，步骤(2)中，所述氧化剂包括过氧化氢、氧气、空气、臭氧中的一种。

上述的废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法，所述锂盐沉淀剂包括碳酸钠或磷酸钠。