[发明专利]一种无酸浸提回收废旧磷酸铁锂电池中锂的方法

说明书

本发明提供了一种无酸浸提回收废旧磷酸铁锂电池中锂的方法，属于锂离子电池材料回收技术领域。本发明通过将废旧磷酸铁锂电池的正极材料加水制浆，得到磷酸铁锂浆料；将金属离子络合剂、氧化助剂与磷酸铁锂浆料混合反应、过滤，得到含锂溶液和磷酸铁渣；将碳酸盐与含锂溶液混合沉淀即得到碳酸锂产品。本发明的提锂方法不需要添加酸碱试剂，避免了环境污染及浪费水资源，通过金属离子络合剂及氧化助剂的相互配合作用，有效且精准的将锂离子析出，提锂效率高达99.8％，碳酸锂产品纯度高达98％，碳酸锂可以直接使用。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料回收技术领域，尤其涉及一种无酸浸提回收废旧磷酸铁锂电池中锂的方法。

背景技术

废旧磷酸铁锂电池含有丰富的金属资源，对环境也存在潜在的污染，开展废旧磷酸铁锂电池材料回收利用的研究具有经济效益和环境效益。

目前废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收技术主要有固相法再生和液相法。固相法再生是将预处理后分离的正极材料在高温保护性气体氛围下再生制备碳包覆磷酸铁锂(LFP/C)，主要分为无氧化预处理再生和氧化预处理再生。该方法制备的再生材料含碳量偏高，导致最高的放电比容量偏低。

液相法回收技术主要是通过酸碱溶液作为媒介，使磷酸铁锂电池中的金属离子溶解并以氧化物、盐等形式提取出来。液相法回收技术最终回收到的金属回收率较高，但是操作过程中使用酸碱试剂，需要用大量的水进行淋洗除酸、除碱，资源浪费较严重。

目前，需要找到一种无需酸碱浸提、锂离子回收率高的废旧磷酸铁锂电池的回收方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无酸碱浸提且高效回收锂离子的废旧磷酸铁锂电池的回收方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种无酸浸提回收废旧磷酸铁锂电池中锂的方法，包括以下步骤：

1)将废旧磷酸铁锂电池的正极材料加水制浆，得到磷酸铁锂浆料；

2)将金属离子络合剂、氧化助剂与磷酸铁锂浆料混合反应，过滤后得到含锂溶液和磷酸铁渣；

3)将碳酸盐与含锂溶液混合沉淀即得到碳酸锂产品。

进一步的，所述废旧磷酸铁锂电池的正极材料与水的质量体积比为1～5g：10～15mL。

进一步的，所述金属离子络合剂包含FeCl₃、Fe₂(SO)₄、Fe(NO₃)₃中的一种或几种。

进一步的，所述氧化助剂包含柠檬酸铵、柠檬酸钠、碘化钾、乙酰丙酮和硫脲中的一种或几种。

进一步的，所述金属离子络合剂、氧化助剂和磷酸铁锂浆料的质量比为0.5～1：0.7～1.5：100。

进一步的，步骤2)中所述混合反应的温度为70～85℃，混合反应的时间为1～2h。

进一步的，所述碳酸盐包含碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙和碳酸铵中的一种或几种。

进一步的，所述碳酸盐和含锂溶液的质量体积比为50～80g：60～100mL。

本发明的有益效果：

本发明通过将金属离子络合剂和氧化助剂相互配合，将废旧磷酸铁锂电池正极材料中的锂选择性回收；通过添加氧化助剂，有效地掩蔽浆料体系中的Al、Pb、Fe等杂质元素，对锂元素的选择性高达99.5％，且本发明的氧化助剂可以加快锂元素从浆料中的浸出速度，反应时间短。

本发明无需添加酸碱浸出剂，不需要使用大量的水进行淋洗，有效避免了资源的浪费和环境的污染。