[发明专利]一种从高铝废旧磷酸铁锂电池正极材料高效浸取锂的方法

说明书

本发明公开了一种从高铝废旧磷酸铁锂电池正极材料高效浸取锂的方法，包括以下步骤：（1）、取用高铝废旧磷酸铁锂电池正极材料，有机酸为浸取剂、双氧水为还原剂；（2）、将步骤（1）的体系在常温条件下搅拌反应得到反应液；（3）、将步骤（2）得到的反应液过滤得到含锂、磷、铁、铝元素的滤液。本发明使用的有机酸pH范围为1.5‑4，在室温下对锂离子有选择性浸出，其他杂质离子浸出率低；在锂离子浸出率大致相同的情况下，本发明与现有技术相比有机酸消耗量较少；且本发明在常温下浸出率在90%以上，不需要加热，反应所需能耗大幅度降低，工业化生产成本低。本发明的工艺简单，成本低，更易于进行工业化生产。

技术领域

本发明涉及锂电池材料回收方法领域，具体是一种从高铝废旧磷酸铁锂电池正极材料高效浸取锂的方法。

背景技术

磷酸铁锂电池，是一种使用磷酸铁锂（LiFePO₄）作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池。磷酸铁锂电池具有能量密度大、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应、造价低廉、无毒和高容量及优异的循环性能等优势，被广泛地运用于电动汽车和储能行业中。

中国汽车技术研究中心数据显示，2020年我国动力电池累计退役量约20万吨，2025年累计退役量预计约78万吨。如果以目前电动汽车50kWh至70kWh的动力电池装机量计算，那么假设退役60万辆电动汽车，对应退役动力电池就达到30GWh。而未来伴随着每年数百万辆新电动汽车的增长，动力电池退役压力可想而知。总而言之，我国大量生产锂电池，并且对锂电池的消耗量也比较大，尽管人们对锂电池的回收较为关注，但是对于锂电池进行回收利用以及资源再生方面并没有给予足够的重视。如今，对于锂电池的处理方式通常是与其他普通垃圾以期处理。同时，人们对锂电池的回收方式并不了解，使得回收过后的锂电池无法得到有效的应用。

申请号为201310630608.8的专利公布一种以废旧锂离子电池为原料制备镍钴锰酸锂正极材料的方法，主要流程是正极浆料溶于摩尔浓度0.75-1.25mol/L的柠檬酸溶液，再加还原剂过氧化氢溶液，溶解过滤，后续通过一系列步骤制得镍钴锰酸锂正极材料，申请号为201710251713.9的专利公布了一种从锂离子电池正极废料中回收正极材料前驱体和碳酸锂的方法，用含有还原剂的可挥发性浸取剂在加热条件下对锂离子电池正极废料进行浸出，分离得到浸取液和浸取渣，其中优选浸出剂酸浓度为2-4mol/L，然后再通过一系列步骤得到高纯碳酸锂固体。

现有的技术主要依靠酸碱浸出回收废旧锂离子电池中的有价元素，但是对锂离子浸出率高的同时，其他的金属离子的浸出率同样较高，并未对锂离子有选择性的浸出，这会使得浸出剂的使用量过大造成浪费。同时现有技术一般都是在加热条件下浸出有价元素，这会使得浸出能耗增加，增大浸出成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种从高铝废旧磷酸铁锂电池正极材料高效浸取锂的方法，以解决现有技术存在锂电池中锂和其他金属难以选择性回收的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种从高铝废旧磷酸铁锂电池正极材料高效浸取锂的方法，包括以下步骤：

（1）、以高铝废旧磷酸铁锂电池正极材料为原料，取用有机酸为浸取剂，向原料加入所述浸取剂，并加入氧化剂，其中作为浸取剂的有机酸的pH范围为1.5-4，原料和浸取剂的固液比是1:10~1:50；

（2）、将步骤（1）的体系常温下搅拌进行反应，得到反应液；

（3）、将步骤（2）得到的反应液进行过滤，得到的滤液为含锂、磷、铁、铝元素的溶液。

进一步的，步骤（1）中，作为浸取剂的有机酸是柠檬酸、苹果酸、酒石酸的一种或任意比例的几种。

进一步的，步骤（1）中的氧化剂采用双氧水。

进一步的，双氧水的质量分数为5~30%，双氧水与作为浸取剂的有机酸的体积比为1:20~1:100。