[发明专利]废旧磷酸铁锂电池正、负极材料分选回收方法

说明书

本发明提供了一种废旧磷酸铁锂电池正、负极材料分选回收方法，其是将碎、筛分后的正、负极片混合料通过氧化煅烧方法，形成有磁性的正极片物料和无磁性的负极片，采用磁选机对磁化后的正、负极片混合料分选后，使有磁性的正极片物料和无磁性的负极片物料分离，然后分别对正极片物料和负极片物料进行选择性破碎脱粉处理，振动筛分后分别得到颗粒状的正、负极集流体和粉状的正极磷酸铁锂粉料、负极石墨粉料。本发明工艺简单，有效避免了湿法处理中产生大量废水造成环境污染缺陷，不仅有利于保护生态环境，而且大大降低了回收成本，经济效益高，分选质量好，减少了后续材料再生利用的除杂难度，实现了废旧磷酸铁锂电池正、负极材料的高值化回收。

技术领域

本发明属于废旧锂电池回收技术领域，特别涉及一种废旧磷酸铁锂电池正、负极材料分选回收方法。

背景技术

近年来，随着新能源汽车、5G储能基站以及3C领域产品商业化的快速发展，锂离子电池使用量不断增加。锂离子电池的使用寿命一般为5-8年，将有数量庞大的退役废旧的锂离子电池产生。废旧锂离子电池如若不能得到妥善处理，不仅是对资源的浪费，而且会对环境造成一定的污染。

近年来，磷酸铁锂电池以更有竞争力的价格和更优越的安全性能打入镍钴锰酸锂三元电池市场，这使得磷酸铁锂在电力和能源领域应用量持续增长。市场数据来看，整个2020年磷酸铁锂在车上的装机量接近20Gwh，另外，储能市场磷酸铁锂电池出货量在10Gwh左右。在失效后的废旧磷酸铁锂电池回收方法上面，我国现有的主流机械物理法破碎分选工艺通常将废旧磷酸铁锂电池进行多级破碎处理，通过风选、重选、磁选等方法将外壳、隔膜分选出来，再对正负极片混合料加工处理，得到正极磷酸铁锂材料粉末与负极石墨粉末的混合粉料。但正负极混合粉料质量大、体积大，为满足后续湿法处理工艺固液比等需求，因此反应器体积庞大，同时需要消耗大量的浸出酸、调配碱，造成后续工业废水处理量大、生产成本高，不利于大规模产业化运行。

因此，有必要解决上述现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种废旧磷酸铁锂电池正、负极材料分选回收方法，其工艺简单，工艺流程短，成本低，回收产品品质高，无废水排放量。

本发明提供的废旧磷酸铁锂电池正、负极材料分选回收方法，包括下述步骤：

S1将废旧磷酸铁锂电池处理得到的正、负极片混合料破碎处理，筛分得到尺寸范围为3-30mm的正、负极片混合破碎料；

S2对S1步骤得到的正、负极片混合破碎料氧化煅烧，使正极片表面的磷酸铁锂材料部分氧化成具有磁性的四氧化三铁；

S3采用磁选机对磁化后的正、负极混合破碎料进行分选，使有磁性的正极片物料和无磁性的负极片物料分离；

S4将分选出来的正极片物料和负极片物料分别进行选择性破碎处理，使正极磷酸铁锂材料和负极石墨材料分别从正极集流体和负极集流体上脱落并形成粉状物料，正极集流体和负极集流体形成蜷缩的颗粒状物料，得到磷酸铁锂粉料与蜷缩的正极集流体颗粒状物料构成的正极混合料和石墨粉料与蜷缩的负极集流体颗粒状物料构成的负极混合料；

S5将正极混合料和负极混合料分别经过振动筛分处理，回收得到正极集流体颗粒、负极集流体颗粒、正极磷酸铁锂粉料和负极石墨粉料。

本发明具有下述技术效果：

(1)本发明采用氧化煅烧工艺对废旧磷酸铁锂电池正、负极片进行磁化处理，属于干法处理工艺，有效避免了湿法处理中产生大量废水造成环境污染缺陷，不仅有利于保护生态环境，而且大大降低了回收成本，经济效益高。

(2)本发明工艺简单，处理条件温和，对设备要求不高，先后经磁化、磁选、选择性破碎可分别回收磷酸铁锂正极粉料、石墨负极粉料、正极集流体铝颗粒、负极集流体铜颗粒，分选效率高，实现了废旧磷酸铁锂电池正、负极材料的高值化回收。