一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法.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CN113772649A(43)申请公布日2021.12.10(21)申请号202111247999.6(22)申请日2021.10.26(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人杨越宋绍乐孙淼淼孙伟唐鸿鹄(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所(普通合伙)43114代理人蒋太炜(51)Int.Cl.C01B25/37(2006.01)H01M10/54(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法(57)摘要本发明属于废旧锂离子电池正极材料回收技术领域，具体公开了一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法。所述的一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法，首先将废旧磷酸铁锂正极材料使用酸和双氧水选择性浸出有价金属锂，之后通过硫酸使铁浸出到溶液中，得到富铁浸出液，然后通过调节pH合成水合磷酸铁，最后通过焙烧得到正磷酸铁。CN113772649ACN113772649A权利要求书1/1页1.一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于：按液固比4‑6mL/g的比例将废旧磷酸铁锂正极材料加入到第一段浸出剂，进行第一段浸出，得到富锂的浸出液和第一段浸出渣；按液固比8‑12mL/g将第一段浸出渣加入到第二段浸出剂中；进行第二段浸出，得到富铁的浸出液；将富铁浸出液用碱调节pH值，得到水合磷酸铁粗制品；粗制品经磷酸洗涤后得到高纯二水合磷酸铁，之后经高温焙烧得到磷酸铁；第一段浸出剂由双氧水和硫酸、盐酸、硝酸中的至少一种组成，第一段浸出所用试剂中酸的浓度为0.8～1.2mol/L、双氧水的浓度为5～15vol％，且浸出温度小于等于60℃；第二段浸出剂为硫酸、盐酸、硝酸中的一种，其浓度为1.8～2.5mol/L、优选为2～2.5mol/L，且浸出温度为75‑90℃。2.如权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于：废旧磷酸铁锂正极粉中Fe、P、Li含量分别为23～28％、12～16％，3～4％，主要杂质为石墨，约占20～30％。3.如权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于：所述的一段浸出温度为40～60℃，浸出时间为0.5～2h，液固比为4～6ml/g，Li的浸出率为95～99.5％，Fe、P损失率为1～5％。4.如权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于：所述的第二段浸出温度为75～85℃，浸出时间为1～3h，液固比为8～12mL/g，Fe、P浸出率为90～97％，渣中Fe、P、Li的含量小于1％。5.如权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于：调节富铁浸出液pH值时，所采用的碱为氢氧化钠、碳酸钠、氨水。6.如权利要求5所述的一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于：合成磷酸铁时，pH值控制在1.5～2.5，具体加药方式为在pH低于1.5时，使用氢氧化钠滴加，在pH高于1.5时，使用碳酸钠或氨水滴加的方式，尽量避免局部过碱，在pH达到所需条件时，升高温度至90℃反应0.5～2h，析出的沉淀即为水合磷酸铁粗制品。7.如权利要求6所述的一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于：合成的水合磷酸铁粗制品，经酸洗涤，使局部过碱生成的碱式磷酸铁和氢氧化铁转化为水和磷酸铁，再经水洗条，以去除碱液中带入的钠离子、碳酸根离子或铵离子。8.如权利要求6所述的一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于：水合磷酸铁经600～700℃下焙烧1～3h，得到无水磷酸铁。9.如权利要求6所述的一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于：在整个流程中Fe、P的综合回收率可达到85～90％。2CN113772649A说明书1/5页一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法技术领域[0001]本发明涉及一种废旧磷酸铁锂正极粉回收再生制备电池级磷酸铁的方法，属于废旧电池正极材料回收处理技术领域。技术背景[0002]磷酸铁锂电池材料与镍钴锰酸锂、钴酸锂、锰酸锂等正极材料相比，具有原料来源广泛、安全性能突出、循环性能好、热稳定性好、成本低、无环境污染等特点，是动力锂电池的理想材料。近年来，磷酸铁锂在市场中的占有率更是不断增加，然而尽管磷酸铁锂电池是一种绿色能源，但是若不妥善处理，仍会造成严重的环境问题。[0003]当前对磷酸铁锂电池中正极废料的处理工艺研究是磷酸铁锂电池及其生产废料的回收与资源化的关键问