一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的原位再生方法.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CN110581323A(43)申请公布日2019.12.17(21)申请号201910909178.0(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)发明人陈建军叶利强田勇傅婷婷闵杰符冬菊张维丽张莲茜(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)C01B25/45(2006.01)C01B32/215(2017.01)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原位再生方法(57)摘要本发明提供了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的原位再生方法，包括步骤：将废旧锂离子电池放电处理后采用通过物理方法拆解分离出正负极混合粉料、电池外壳、铜箔、铝箔和隔膜；将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盐酸溶液中，浸出3-Li、Fe和PO4，并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，并添加一定量的碳源；喷雾热解后得到包覆碳的磷酸铁锂材料。本发明简化了拆解方式，可原位合成磷酸铁锂正极材料，盐酸可回收利用，降低了废旧电池拆解成本，可实现工业化生产。CN110581323ACN110581323A权利要求书1/1页1.一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的原位再生方法，其特征在于，包括下述步骤：S1将废旧锂离子电池放电处理，采用物理方法拆解分离出正负极混合粉料、电池外壳、铜箔、铝箔和隔膜；S2在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将去除Al后的正负极混合粉料置于一定浓度的盐酸溶液中，浸出Li、Fe和PO4，并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，并添加一定量的碳源；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原位再生方法，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所述的废旧磷酸铁锂电池正极材料的原位再生方法，其特征在于，所述的S3步骤中，盐酸浓度为0.5-5mol/L，浸出时固液比为50-100g/L，浸出温度为20-90℃。4.如权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池正极材料的原位再生方法，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；所述的碳源为葡萄糖或蔗糖中的至少一种。5.如权利要求1或4所述的废旧磷酸铁锂电池正极材料的原位再生方法，其特征在于，所述S4步骤中，所述的碳源添加后的摩尔比为：碳源:LiFePO4＝0.1-4:1。6.如权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池正极材料的原位再生方法，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原位再生方法，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原位再生方法，其特征在于，所述S5步骤中，热解后产生的HCl通过冷凝设备回收，产生的废气通过石灰乳吸收后排空。2CN110581323A说明书1/5页一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的原位再生方法技术领域[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原位再生方法。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，拆解方式是