[发明专利]一种联合废旧磷酸铁锂正极材料回收和电化学制氢的方法

权利要求书

1.一种联合废旧磷酸铁锂正极材料回收和电化学制氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将废旧磷酸铁锂正极材料进行机械活化，过筛和干燥，得废旧磷酸铁锂正极材料粉料；

（2）将步骤（1）所得的废旧磷酸铁锂正极材料粉料与导电剂、粘接剂混合，分散在N-甲基吡咯烷酮溶液中，搅拌均匀，涂到金属导电基体上，进行干燥，得极片；

（3）以步骤（2）所得的极片为正极，以惰性电极作为负极，在电解质溶液中，进行充电，在正极产生氢氧化铁沉淀，负极产生氢气；

（4）反应结束，将反应体系进行过滤固液分离，得富锂溶液，将滤渣氢氧化铁沉淀进行煅烧，得氧化铁；

所述废旧磷酸铁锂正极材料为废旧锂离子电池上拆解下来的磷酸铁锂正极材料或在磷酸铁锂材料生产过程中产生的废弃料。

2.根据权利要求1所述联合废旧磷酸铁锂正极材料回收和电化学制氢的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述导电剂为乙炔黑或炭黑。

3.根据权利要求1或2所述联合废旧磷酸铁锂正极材料回收和电化学制氢的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述粘接剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸和聚乙烯醇中的一种或几种。

4.根据权利要求1~3之一所述联合废旧磷酸铁锂正极材料回收和电化学制氢的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述废旧磷酸铁锂正极材料粉料与导电剂、粘接剂的质量比为75:15:5、80:10:10、85:10:5或90:5:5。

5.根据权利要求1~4之一所述联合废旧磷酸铁锂正极材料回收和电化学制氢的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述金属导电基体为钛片、钛网、不锈钢片、不锈钢网和镍网中的一种或几种。

6.根据权利要求1~5之一所述联合废旧磷酸铁锂正极材料回收和电化学制氢的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述电解质为Li₂SO₄、Li₃PO₄、Na₂SO₄、K₂SO₄、LiCl、NaCl、KCl、LiNO₃、NaNO₃、KNO₃、LiOH、NaOH和KOH中的一种或多种；所述电解质溶液的浓度范围为0.1~ 5 mol/L，优选为0.5 ~ 3 mol/L，更优选为1~2 mol/L。

7.根据权利要求1~6所述联合废旧磷酸铁锂正极材料回收和电化学制氢的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述电解质溶液的pH值为7–13，优选8-12，更优选9-11。

8.根据权利要求1~7之一所述联合废旧磷酸铁锂正极材料回收和电化学制氢的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述充电的电流为0.0001–5A，优选0.005 – 2 A，更优选0.01– 1A；所述充电的电极两端的电势差为0.5–3.0 V，优选为0.8 – 1.5 V。

9.根据权利要求1~8之一所述联合废旧磷酸铁锂正极材料回收和电化学制氢的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述充电的次数为2–50次，优选10-45次，更优选20-40次，进一步优选25-35次。

10.根据权利要求1~9之一所述联合废旧磷酸铁锂正极材料回收和电化学制氢的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述煅烧的温度为200-800℃,优选300-600℃;煅烧的时间为1-24h，优选3-20h。