[发明专利]从锂离子电池中回收制备磷酸铁锂的方法

说明书

本发明提供了一种本发明公开了从锂离子电池中回收制备磷酸铁锂的方法，包括以下步骤：S1：将退役的磷酸铁锂电池放电处理后进行拆解得到电池正极，对电池正极进行破碎筛分，之后气流分选得到较轻的粉料；S2：将S1中所得粉料进行氧化浸出，得到含有金属离子、磷酸根离子以及酸根离子的滤液和滤渣；S3：向S2中所得滤液加入磷酸，得到含有铝元素的磷酸铁沉淀，作为制备磷酸铁锂材料的前驱体；S4：将S3中所得前驱体与锂源混合，得到混合物；S5：将S4所得混合物与碳源研磨均匀后在惰性气氛下进行高温烧结，得到铝掺杂的磷酸铁锂正极材料。本发明制备流程短，成本低，可操作性强，制备的磷酸铁锂正极材料性能优良，具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及储能材料技术领域，特别涉及一种从锂离子电池中回收制备磷酸铁锂的方法。

背景技术

自从1991年日本索尼公司率先实现锂离子电池的商业化以来，锂离子电池具有放电电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长和无记忆效应等优点，现已逐步取代传统二次电源，广泛用于便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等方面。磷酸铁锂电池因其具有良好的安全性、成本低、无毒等优点，渐渐在锂离子电池市场占据主导地位。

随着电动汽车的普及，退役电池数量急剧增长，直接丢弃会造成环境污染以及资源浪费，如何妥善回收利用退役电池成为人们关注的重点。专利CN111370800A将磷酸铁锂正极片处理后得到了磷酸铁、氢氧化铁与碳酸锂，所得磷酸铁并没有元素掺杂，如果用作磷酸铁锂前驱体，并不能起到对磷酸铁锂掺杂改性的作用。专利CN102664294A将电芯粉碎成碎片，用氢氧化钠溶液浸泡并进行搅拌，过滤、洗涤、筛分将集流体与正负极粉体分离，然后调节粉体中各元素比例，烧结得到磷酸铁锂正极材料，该专利忽略了氢氧化钠溶液对正极集流体铝箔的溶解作用，在浸泡过程中会有一定量的铝溶于溶液中，以Al³⁺存在，影响磷酸铁锂正极的制备。专利CN111135939A通过机械破碎与振动筛分的方法分离出电极材料，将电极材料通过湿法冶金处理回收锂资源，并没有回收其他有价元素，且该专利中集流体与粉体材料机械分离过程复杂，成本较高。根据上述内容，可以发现现有的回收工艺存在步骤繁琐、成本高、实际应用价值低等缺点，开发出简单高效的磷酸铁锂退役电池回收利用的工艺势在必行。

发明内容

本发明提供了一种从锂离子电池中回收制备磷酸铁锂的方法，其目的是为了提供一种简单高效的锂电池回收利用工艺，从磷酸铁锂退役电池回收制备磷酸铁锂，方便快捷的得到磷酸铁锂前驱体并且重新制备出性能优良的磷酸铁锂正极材料。

为了达到上述目的，本发明提供了一种从锂离子电池中回收制备磷酸铁锂的方法，包括以下步骤：

S1：将退役的磷酸铁锂电池放电处理后进行拆解得到电池正极，将得到的电池正极进行破碎，筛分，气流分选，收集得到粉料；

S2：将S1得到的粉料在酸性条件进行氧化浸出，得到滤液和滤渣；

S3：用碱溶液将S2得到的滤液的pH调节为1～3，并向滤液中加入磷酸，得到含有少量铝元素的磷酸铁沉淀，作为制备磷酸铁锂材料的前驱体；

S4：将S3中所得前驱体与锂源混合，得到混合物；

S5：将S4得到的混合物与碳源研磨均匀后，在惰性气氛下进行烧结，得到铝掺杂的磷酸铁锂正极材料。

优选地，所述S1中，筛分使用网孔直径为的0.5～2mm筛网，气流分选设备为旋风分离器，不满足要求的粉料返回破碎机继续破碎。

优选地，所述S2中，浸出所用酸为盐酸、硫酸、醋酸、草酸、甲磺酸和苯磺酸中的一种或几种，所述酸的浓度为0.1～5mol/L。

优选地，所述S2中，加入双氧水进行氧化浸出，所述双氧水的浓度为5～20％。