[发明专利]一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法

说明书

本发明公开一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法，涉及电池材料回收技术领域。本发明回收磷酸铁锂正极材料的方法，包括一次粉碎、煅烧热解、正极材料剥离、一次除磁、二次粉碎、混合除磁、包装，与现有技术相比，正极材料剥离和一次除磁采用剥离干燥除磁系统，剥离釜能够增加热解颗粒和复合剥离剂的接触面积和接触几率，促进磷酸铁锂与铝箔的充分剥离；离心叶片外壁设置的连续锯齿刀能够对溶液内的磷酸铁锂和其他滤过杂质进行进一步剪切粉碎；一次除磁过程中对正极粗料进行磁性杂质吸附去除的同时能够进行研磨分散，减少二次粉碎过程中的能耗，磷酸铁锂正极材料的回收率达到83.67％，适合大规模工业化应用。

技术领域

本发明涉及电池材料回收技术领域，具体涉及一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法。

背景技术

磷酸铁锂正极极片是由铝箔(集流体)、磷酸铁锂正极粉料(活性物质)、粘结剂、导电剂等组成。磷酸铁锂正极材料由于价格低廉、循环性能好、理论比容量高(170mAh/g)、热稳定性能优越、安全可靠等优点，广泛应用于大型电动车辆、混合动力电动车等领域。

目前，废旧磷酸铁锂电池的回收方法有物理法和化学法。物理法回收工艺以手工拆解为预处理，将废旧正电极粉碎，然后将混合物采用不同的分选方法得以实现物料分离和资源回收。其工艺简单易行，没有二次污染，但是能耗大，回收率也较低。同时物理分离产物杂质偏多，主要用作低价值的原材料。化学法如焙烧、酸浸等，直接将正电极材料中的锂、铝、铁等金属元素进行分离提纯，从而获得基本的化工原料。化学法可以有效回收利用废旧磷酸铁锂电池，并获得高价值的材料，但工艺较复杂，成本较高，技术难度偏大，反应毒副产物难以控制，严重污染环境。但是存在的技术问题是无法高效充分的将磷酸铁锂与铝箔剥离，多次粉碎过程也增加了能耗。

针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法，用于解决现有技术中无法高效充分的将磷酸铁锂与铝箔剥离，多次粉碎过程也增加了能耗的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种磷酸铁锂正极片回收磷酸铁锂正极材料的方法，包括以下步骤：

S1、一次粉碎：将从废旧磷酸铁锂电池中回收的正极极片进行粉碎，得到粒径3～6mm的粗颗粒；

S2、煅烧热解：惰性气氛下将粗颗粒在340～420℃下进行高温煅烧热解，冷却至室温后，得到热解颗粒；

S3、正极材料剥离：热解颗粒通过剥离干燥除磁系统，使用浓度1.5～2.2mol/L的正极复合剥离剂搅拌20～30分钟后，筛分、干燥得到正极粗料；正极复合剥离剂为二甲苯磺酸的水溶液；

S4、一次除磁：正极粗料经过一次除磁后得到一次除磁粗料；

S5、二次粉碎：一次除磁粗料通过气流粉碎得到粒径2～10μm的细碎粉末；

S6、混合除磁：细碎粉末混合均匀后除磁得到磷酸铁锂粉末；

S7、包装。

进一步的，步骤S3具体过程为：从进料斗加入热解颗粒和复合剥离剂，减速电机驱动螺旋蛟龙转动，热解颗粒和复合剥离剂充分混合接触，磷酸铁锂溶解于复合剥离剂内；开启增压泵后，剥离体系经增压泵增压后从回料管进入进料斗，落入剥离釜内腔进一步剥离；剥离釜内的反应液经排料口排出，经过扩散腔室的扩散后，由筛分腔室内的筛网筛分，含有磷酸铁锂的溶液进入离心加热腔内；第一驱动电机驱动离心轴和离心叶片转动，离心叶片使得溶液高速离心，溶液经固定筒侧壁上的甩液孔甩出，促进磷酸铁锂在溶液中的分散；鼓风机将热风经进风管、进风口鼓入离心腔室，使得溶剂升温气化，干燥得到正极粗料。