一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法.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CN110620278A(43)申请公布日2019.12.27(21)申请号201910909177.6(22)申请日2019.09.25(71)申请人深圳清华大学研究院地址518000广东省深圳市南山区高新技术产业园南区高新南七道(72)发明人叶利强陈建军田勇傅婷婷符冬菊张维丽闵杰陈耀斌(74)专利代理机构广东深田律师事务所44573代理人傅俏梅(51)Int.Cl.H01M10/54(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/587(2010.01)H01M10/0525(2010.01)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电池正极材料的回收方法(57)摘要本发明提供了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法，包括步骤：将废旧锂离子电池放电处理，通过物理方法分离出正负极混合粉料、电池外壳、铜箔、铝箔和隔膜；将分离出的正负极混合粉料加入NaOH溶液中溶解，除去残留的Al元素后置于一定浓度的有机酸溶液中，浸出3-Li、Fe和PO4，过滤除去不溶的石墨，使正极材料和负极石墨材料分离，负极材料提纯后回收再生；然后根据测定的浸出液的元素比例添加锂3-源、铁源或磷源，使Li：Fe：PO4的摩尔比为1-1.05:1:1；再在一定温度条件和惰性气体气氛下进行喷雾热解，得到包覆碳的磷酸铁锂材料。本发明简化了拆解方式，浸出效率高，不引入杂质元素，排出的废气主要为CO2，有利于工业化大规模生产。CN110620278ACN110620278A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方法，其特征在于，包括下述步骤：S1将废旧锂离子电池放电处理，通过物理方法分离出正负极混合粉料、电池外壳、铜箔、铝箔和隔膜；S2将分离出的正负极混合粉料加入NaOH溶液中溶解，除去残留的Al元素；3-S3将除Al后正负极混合粉料置于一定浓度的有机酸溶液中，浸出Li、Fe和PO4，过滤除去不溶的石墨，使正极材料和负极石墨材料分离，负极材料提纯后回收再生；3-S4测定上述浸出液的元素比例，根据测试结果添加锂源、铁源或磷源，使Li：Fe：PO4之间的摩尔比为1-1.05:1:1；S5在一定温度条件和惰性气体气氛下进行喷雾热解，得到包覆碳的磷酸铁锂材料。2.如权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法，其特征在于，所述S2步骤中，所述NaOH溶液的浓度为0.5-10mol/L。3.如权利要求1或2所述的废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法，其特征在于，所述S2步骤中，分离出的正负极混合粉料在NaOH溶液中的溶解温度为25-60℃，并通过搅拌机搅拌，搅拌机搅拌速率500-600rpm，时间1-4小时。4.如权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法，其特征在于，所述的S3步骤中，所述的有机酸选用柠檬酸、苹果酸或酒石酸，浓度为0.5-3mol/L，浸出时固液比为50-100g/L，浸出温度为20-90℃。5.如权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法，其特征在于，所述S4步骤中，所述的锂源为碳酸锂、氢氧化锂或醋酸锂中的至少一种；所述的铁源为草酸亚铁、氧化铁、醋酸亚铁或磷酸铁中的至少一种；所述的磷源为磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸铁或磷酸中的至少一种。6.如权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法，其特征在于，所述S5步骤中，喷雾热解温度范围为300-1000℃。7.如权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法，其特征在于，所述S5步骤中，所述的惰性气体为氮气、氩气或氦气中的至少一种。8.如权利要求1、6或7任一项所述的废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法，其特征在于，所述S5步骤中，热解后产生的废气通过石灰乳吸收后排空。2CN110620278A说明书1/5页一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法技术领域[0001]本发明属于废旧磷酸铁锂电池回收技术领域，特别涉及一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法。背景技术[0002]随着新能源产品技术的进步，特别是电子市场和电动车市场对锂离子电池的需求量逐年增长。截止2017年底，我国累计推广新能源汽车180多万辆，装配动力电池约86.9GWh，2018年以来锂离子电池将逐步进入规模化退役期，存在大量的锂离子电池处理问题。然而，废旧磷酸铁锂锂离子电池中含有可重复利用的资源，比如锂、铝、铜、铁等有价金属和石墨等材料，如果这些电池处理不当，不仅会造成资源的极大浪费，而且还会严重污染环境。因此对锂离子电池的绿色回收不仅能产生一定的经济效益，也能收到很好的社会环保效益。[0003]锂离子电池通常由外壳、电极、电解液和隔膜组成。目前，废旧磷酸铁锂电池正极材料进行回收的方法中，拆解方式