[发明专利]一种废旧磷酸铁锂电池的回收方法

说明书

本发明公开一种废旧磷酸铁锂电池的回收方法。方法包括步骤：将所述正极材料放入密闭反应釜，并向所述密闭反应釜中加入酸，在50‑80℃下进行酸浸出1‑2小时，得到浸出液；往所述浸出液中加入碱，调节浸出液pH值到0‑3，通入氧气，加入添加剂，在80‑120℃下水热2‑4小时，得到含有二水磷酸铁的料浆，过滤得到二水磷酸铁。本发明采用热酸浸出‑氧压水热沉铁矿相转变实现Fe/P摩尔比高度稳定、晶型和一次颗粒尺寸均满足电池级磷酸铁原料要求的FePO₄·2H₂O产品，也可将上述FePO₄·2H₂O产品经过煅烧获得无水FePO₄产品。获得的电池级FePO₄·2H₂O或电池级无水FePO₄产品附加值高，经济效益好。

技术领域

本发明涉及废旧锂电池回收技术领域，尤其涉及一种废旧磷酸铁锂电池的回收方法。

背景技术

自1991年以来，快速发展的锂离子电池已经被广泛地应用于便携式设备、储备电源、卫星、电动汽车等领域，得到了人们的广泛关注和重视。磷酸铁锂电池是一种主要应用于电动汽车行业的新型锂离子电池，因其具有较高的放电比容量、较平稳的放电平台、良好的循环稳定性、热稳定性以及价格低廉等优点，被大规模应用于手机、电动汽车等领域。由于其正极材料中的铁来源比较广泛，价格也相对较低，且并不属于重金属，所以相对来说是一种比较环保的锂离子电池，近年来磷酸铁锂电池产量逐渐上升，导致了磷酸铁锂电池的报废量逐渐上升。

然而目前废旧磷酸铁锂电池回收工艺，由于基础理论薄弱，过程反应机制不明，导致现有回收方法只能部分地实现退役磷酸铁锂电池有价金属回收，磷、铁的回收价值未得到充分利用，造成回收经济效益较低。采用常规湿法冶金技术，虽然通过控制浸出过程的pH值将Fe主要以FePO₄·2H₂O沉淀析出，但在pH＝3-5区间获得的FePO₄·2H₂O不为纯相，还含有一定量的Fe(OH)₃、赤铁矿等铁的杂相，且沉淀多为无定形结晶、粒径小，液固分离困难，锂损失大，且现有研究未对FePO₄·2H₂O的晶型、尺寸形貌和Fe/P比进行有效调控，磷酸铁产品达不到电池级要求，不能实现高值化利用。因此，开发既能实现退役磷酸铁锂电池有价金属高效清洁回收又能实现回收产品的高值化利用新技术，并进行相关基础理论研究对健全我国废旧电池回收利用体系、推动城市矿山资源回收行业的健康可持续发展、助力我国新能源产业由“并跑”向“领跑”发展具有深远影响和重大意义，不仅是促进节能减排、降低废旧电池污染的重要手段，也是变废为宝、极大提高资源综合利用率的有力措施，有利于降低磷酸铁锂电池的生产成本，推动磷酸铁锂电池的可持续发展。

因此，现有技术仍有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种废旧磷酸铁锂电池的回收方法，旨在解决现有方法未对FePO₄·2H₂O或无水FePO₄的晶型、尺寸形貌和Fe/P比进行有效调控，磷酸铁产品达不到电池级要求，不能实现高值化利用的问题。

本发明的技术方案如下：

一种废旧磷酸铁锂电池的回收方法，所述废旧磷酸铁锂电池包括正极材料，其中，包括步骤：

将所述正极材料放入密闭反应釜，并向所述密闭反应釜中加入酸，在50-80℃下进行酸浸出1-2小时，得到浸出液；

往所述浸出液中加入碱，调节浸出液pH值到0-3，通入氧气，加入添加剂，在80-120℃下水热2-4小时，得到含有二水磷酸铁的料浆，过滤得到二水磷酸铁。

可选地，还包括步骤：将所述二水磷酸铁在500-600℃下煅烧获得无水FePO₄。