[发明专利]一种磷酸铁锂电池黑粉的回收方法

说明书

本发明提供了一种磷酸铁锂电池黑粉的回收方法。所述回收方法包括以下步骤：(1)将待回收磷酸铁锂电池黑粉依次进行真空焙烧，得到焙烧渣以及含磷气体，对含磷气体进行冷凝回收；(2)将步骤(1)所述焙烧渣进行水溶浸锂，得到氢氧化锂浸出液和浸出渣；(3)将步骤(2)所述浸出渣进行物理分选，以分离得到铁单质。本发明通过真空还原焙烧、选择性水溶锂和物理回收的方法，实现了对磷酸铁锂电池黑粉中的铁、锂、磷等有价成份全面分离回收，且可回收分离得到较纯净的单一组分，综合回收率高，同时，回收流程简单，不用繁琐的除杂净化。

技术领域

本发明属于电池回收技术领域，涉及一种磷酸铁锂电池黑粉的回收方法。

背景技术

磷酸铁锂正极材料具有价格低廉、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。磷酸铁锂电池广泛应用于大型电动车辆、混合动力电动车等领域。锂离子动力电池的循环寿命一般为3～5年。随着新能源汽车产业的迅速发展，废旧动力电池大量报废，势必造成资源的巨大浪费和环境的严重污染。回收利用废旧磷酸铁锂动力电池，对于实现我国新能源电动汽车产业的可持续发展，具有重要意义。

目前对磷酸铁锂电池进行回收的方法包括直接修复或者湿法选择性浸出。

如CN113683073A，采用微波焙烧使磷酸铁锂重结晶，再生磷酸铁锂正极材料；以及CN106976852A公开了一种废旧电池中磷酸铁锂材料的绿色修复再生技术，通过调整磷铁锂的比例，加入碳源球磨气氛焙烧修复再生磷酸铁锂正极粉。上述文献均采用了直接修复的方法，然而修复用的磷酸铁锂正极粉品质要求很高，正极粉中铝含量低于0.02％；碳含量低于2％，通过大规模破碎筛分废旧磷酸铁锂电池得到的电池黑粉很难达到直接修复的品质。

再如，CN110331288A公开了一种废旧磷酸铁锂材料选择性提锂的方法，通过碱溶除铝、气体焙烧、选择性溶锂的方法提锂；以及CN110331288A公开了一种从磷酸铁锂废料选择性提锂的方法，磷酸铁锂废料加水制浆，再加入酸，加热升温至40-100℃，调节体系pH值至2-4，维持该温度和pH值范围，反应1-10h，将反应后的浆料过滤分离，得到锂溶液和磷铁渣，再从锂溶液中制备提纯碳酸锂。上述文献中均采用了湿法选择性浸出的方法，其中的湿法选择性提锂的方法工艺流程长，且会产生废水和磷铁废渣，需要进一步处理。

因此，如何提升磷酸铁锂废旧电池的回收率，且简化回收方法，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂电池黑粉的回收方法。本发明通过真空还原焙烧、选择性水溶锂和物理回收的方法，实现了对磷酸铁锂电池黑粉中的铁、锂、磷等有价成份全面分离回收，且可回收分离得到较纯净的单一组分，综合回收率高，同时，回收流程简单，不用繁琐的除杂净化。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种磷酸铁锂电池黑粉的回收方法，所述回收方法包括以下步骤：

(1)将待回收磷酸铁锂电池黑粉依次进行真空焙烧，得到焙烧渣以及含磷气体，对含磷气体进行冷凝回收；

(2)将步骤(1)所述焙烧渣进行水溶浸锂，得到氢氧化锂浸出液和浸出渣；

(3)将步骤(2)所述浸出渣进行物理分选，以分离得到铁单质。

本发明提供的磷酸铁锂电池黑粉是指正负极破碎筛分除石墨除铜铝后的正极粉，但一般还存在一部分石墨和铜铝混合物。其中，黑粉中石墨含量不做过多的限制，可以含量较高或较低；但黑粉中铜铝混合物中的铝的含量应控制在较低比例下，优选为含量在4％以下，如果铝含量较高会影响真空还原焙烧的效果，特别的当铝含量过高时(如≥15％)，则无法进行真空还原焙烧。