[发明专利]一种回收磷酸铁锂电池的方法

说明书

本发明涉及一种回收磷酸铁锂电池的方法，属于电池回收技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种耗水量较少的回收磷酸铁锂电池的方法。该方法包括如下步骤：a、电池拆分，得到正极粉末；b、将正极粉末与金属盐粉末混合，球磨，过筛，取筛下物；c、筛下物在含氧气氛中焙烧，焙烧温度为550～600℃，焙烧时间为2～4h，得焙烧后产物；d、浸出：焙烧后产物粉碎，用水浸出，过滤，所得滤液即为沉锂母液。本发明采用干球磨技术，避免湿法产生更多废水，仅在最后用水浸出锂，此步骤的过滤水可以沉锂后回用，其耗水量少，且原料来源广泛且廉价，无需加入H₂O₂和O₃这些氧化剂，加入少量的铁盐和锰盐，即可获得99％以上的锂浸出效率，锂回收率高。

技术领域

本发明涉及一种回收磷酸铁锂电池的方法，属于电池回收技术领域。

背景技术

近年来，随着锂离子电池在电动汽车、3C数码产品等领域的应用快速增长，全球锂离子电池的总体产量和市场规模得到快速提升。2015年，全球锂离子电池总体产量达到100.75GWh，同比增长39.45％。2005年至2015年，全球锂电池市场规模从56亿美元增长到221亿美元，年复合增长率高达14.7％；预计2020年全球锂电池市场规模将达到363亿美元，将继续维持在较高水平。

聚焦磷酸铁锂电池，按照磷酸铁锂电池报废期5年测算，2019年开始动力电池将进入规模性报废期，预计到2020年动力电池报废装机量将达到24.7GWh。预计2019-2025年动力电池回收合计市场空间有望超过600亿元，2019-2025年均复合增速有望达到50％。

文献《无酸、高效且选择性地利用Fe³⁺从废旧LiFePO₄电池中回收锂的工艺》(YangDai,Theoretical-molar Fe3+recovering lithium from spent LiFePO4 batteries:anacid-free,efficient,and selective process.Journal of Hazardous Materials,2020,396,12207)公开一种高效浸出磷酸铁锂电池正极活性物质的方法。文中用硫酸铁与磷酸铁锂粉末液相混合，此过程中，Fe³⁺与磷酸铁锂中的Fe²⁺发生置换反应。之后，直接过滤获得磷酸铁渣。向滤液中加入NaOH和O₂，获得Fe(OH)₃，锂盐以硫酸锂的形式存在于溶液中。用硫酸溶解氢氧化铁获得硫酸铁，硫酸铁可重复利用。

专利CN106910889A公开了一种磷酸铁锂电池正极活性物质的再生方法：1)将废旧磷酸铁锂电池经盐水放电后，拆解出有机溶剂、卷芯和外壳材料；2)卷芯经粉碎、焙烧等步骤后，振动筛选分离出活性物质、铜箔和铝箔。用石灰水吸收含氟废气，磁选法分离铜箔和铝箔，活性物质利用硫酸浸出，分离得到浸出液和碳渣；3)浸出液采用加入铁粉还原的方法将其中的Cu²⁺还原成单质铜，同时将Fe³⁺还原成Fe²⁺，过滤除掉铜及多余铁渣后、碱液沉淀除铝，过滤后在再往滤液中补充磷源，并通过加碱液调节pH值，生成粗磷酸铁锂沉淀，最后经烧结得到电池级磷酸铁锂。

可见，已有技术中，主要是湿法工艺，以硫酸铁溶液为溶剂，置换出Fe²⁺和Li⁺。该过程为典型的湿法过程，通过固液相的传质作用，达到分离的目的。锂的浸出效率最高为97.07％，浸出效率的确很高。但该过程消耗大量的水资源。