[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，涉及一种废旧磷酸铁锂电池正极材料综合回收方法，包括：(1)将粉碎后的废旧磷酸铁锂电池正极材料放入少量三价铁盐溶液中，搅拌反应，然后加入氧化剂继续反应，反应结束后过滤，得到第一滤液和第一滤饼；(2)在所述第一滤液中加入碱，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；(4)将所述第一滤饼和所述第二滤饼用稀酸洗涤后过滤，得到磷酸铁和铁盐溶液，将铁盐溶液返回步骤(1)循环利用。本发明为闭路循环系统全程无废液排出，降低了生产成本减少了对环境的二次污染。

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，搅拌反应，然后加入氧化剂继续反应，反应结束后过滤，得到第一滤液和第一滤饼；

(2)在所述第一滤液中加入碱，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；

(4)将所述第一滤饼和所述第二滤饼用稀酸洗涤后过滤，得到磷酸铁和铁盐溶液，将铁盐溶液返回步骤(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，所述废旧磷酸铁锂电池正极材料与所述三价铁盐溶液反应的温度为40-70℃，反应时间为5-13min，加入氧化剂后继续反应15-30min。

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，所述废旧磷酸铁锂电池正极材料中铁与所述三价铁盐溶液中三价铁离子的摩尔比为(0.27-0.37):1。

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(1)中，所述氧化剂包括过氧化氢、氧气、空气、臭氧。