一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收再生方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113501510A(43)申请公布日2021.10.15(21)申请号202110788560.8H01M10/54(2006.01)(22)申请日2021.07.13(71)申请人郑州中科新兴产业技术研究院地址450000河南省郑州市金水区杨金路牛顿国际A座10层申请人中国科学院过程工程研究所(72)发明人张海涛马立彬刘艳侠申长洁曹相斌邢胜洲张锁江(74)专利代理机构郑州优盾知识产权代理有限公司41125代理人孙诗雨(51)Int.Cl.C01B25/45(2006.01)C01B25/37(2006.01)C01D15/08(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收再生方法(57)摘要本发明公开了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收再生方法，首先利用有机溶剂将废旧磷酸铁锂正极片或边角料的集流体与活性材料剥离，得到磷酸铁锂粉末；所得磷酸铁锂粉末加入浸出剂和双氧水的混合溶液进行液相浸出，过滤得到含锂滤液和磷酸铁滤渣；将含锂滤液除杂并蒸发浓缩后加入纯碱溶液，使锂元素以碳酸锂形式沉淀得到电池级碳酸锂；将磷酸铁滤渣利用盐酸进行逆向洗涤后，干燥、粉碎得到电池级磷酸铁。利用上述的电池级碳酸锂和电池级磷酸铁为原料制得磷酸铁锂正极材料。本发明工艺流程短、反应体系简单；既解决了环保问题，无含铁废渣和含磷废水产生，又提高了产品纯度，达到电池级磷酸铁和碳酸锂产品，资源回收率高，易于实现工业化生产。CN113501510ACN113501510A权利要求书1/1页1.一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收再生方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将废旧磷酸铁锂电池的正极片或边角料置于有机溶剂中浸泡，使将正极片或边角料的集流体与活性材料黏结的粘结剂溶解，实现集流体与活性材料的剥离，筛分后收集筛上物得到铝箔集流体、收集筛下物得到含有有机溶剂和活性材料的混合浆料，将混合浆料过滤后得到磷酸铁锂粉末和浸泡液，通过减压蒸馏将浸泡液中的有机溶剂回收再利用；2）将步骤1）得到的磷酸铁锂粉末加入浸出剂和双氧水的混合溶液进行浸出反应，之后过滤得到含锂滤液和磷酸铁滤渣；3）将步骤2）得到的含锂滤液调节至碱性以通过沉淀反应除去其中的杂质离子，之后固液分离得到除杂液，将所得除杂液蒸发浓缩后加入碳酸钠溶液进行反应结晶，过滤、洗涤后所得固相即为电池级碳酸锂；4）将步骤2）得到的磷酸铁滤渣利用盐酸溶液进行逆向洗涤，之后干燥、粉碎得到电池级磷酸铁；5）将步骤3）所得电池级碳酸锂和步骤4）所得电池级磷酸铁作为原料制得磷酸铁锂正极材料。2.根据权利要求1所述的回收再生方法，其特征在于：所述步骤1）中有机溶剂为丙酮、N,N‑二甲基乙酰胺、甲基乙基丙酮、N‑甲基吡咯烷酮中的一种。3.根据权利要求1所述的回收再生方法，其特征在于：所述步骤2）中浸出剂为甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸、抗坏血酸中的一种或几种，所述浸出剂的浓度为0.05~2mol/L，磷酸铁锂粉末与浸出剂的质量比为1:（1~5）。4.根据权利要求1所述的回收再生方法，其特征在于：所述步骤2）混合溶液中双氧水的质量浓度为2~3%。5.根据权利要求1所述的回收再生方法，其特征在于：所述步骤3）中碱性pH值为10.0~12.0。6.根据权利要求1所述的回收再生方法，其特征在于：所述步骤4）中盐酸溶液的pH值为1.0~2.0。7.根据权利要求1所述的回收再生方法，其特征在于：所述步骤4）中磷酸铁滤渣与盐酸溶液的质量比为1:（2~5），所述逆向洗涤的时间为20~60min。2CN113501510A说明书1/5页一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收再生方法技术领域[0001]本发明属于锂离子电池回收技术领域，特别涉及一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收再生方法。技术背景[0002]磷酸铁锂动力电池正极材料因其原材料来源丰富、无毒、且具有优异的安全性、稳定性和循环性，并且价格低，备受电动汽车、储能电站等行业推崇。新能源汽车动力电池的使用年限为5~8年，最早推广的新能源汽车动力电池即将迎来“退役潮”。废旧电池正极材料未经妥善处置会带来众多问题，将对环境和公共安全产生巨大危害。另一方面也会造成宝贵的有价值资源浪费，退役动力电池具有显著的资源特性，对其高效回收再利用具有显著的经济效益和环保价值。[0003]对废旧磷酸铁锂电池的回收方法主要有两大类，一种是利用固相法再生磷酸铁锂，另一种以回收贵重金属锂为目的。例如公开号为CN104362408A的专利文献，公开了一种磷酸铁锂废料的回收再利用方法，是将待回收极片通过高温烘烤使得粘结剂分解失效，将磷酸铁锂和导电剂与集流体铝箔分离，然后将磷酸铁锂和导电剂高温烘烤后筛分得到磷酸铁锂粉料，之