[发明专利]一种废旧磷酸铁锂电池综合回收的方法

说明书

技术领域

本发明属于废旧电池的回收技术领域，特别是涉及到一种废旧磷酸铁锂电池综合回收的方法。

背景技术

随着3C电子产品、各种电动工具等呈现爆发式发展，人们对二次电池的需求急剧增加。而锂离子蓄电池具有对环境友好、比能量高(140Wh/kg)、电压平台高、循环寿命长、倍率性能好、自放电小、无记忆效应等特点，远远优于铅酸、Ni-Cd、Ni-MH电池，在军用、民用领域获得了很广泛应用。以磷酸铁锂正极材料为代表的大容量、长寿命动力锂离子电池，因安全性好、循环性能好、电压平稳、倍率性能好等优点，在电动自行车、电动摩托车、电动汽车等动力电池领域的应用得到快速的发展，相应地，废旧磷酸铁锂电池的综合回收也越来越得到人们的关注。

专利CN200710076890.4提出了一种磷酸铁锂电池正极废片的综合回收方法，将收集到的生产中的正极废片机械破碎，将碎片置于真空或保护性气氛中150～750℃热处理除粘结剂，采用机械或超声波震荡分离得到磷酸铁锂正极材料、导电剂与少量粘结剂残留物的混合物，将此混合物80～150℃烘烤，然后磨粉分级控制粒径＜20μm，D50控制在3～10μm，即得性能较好的磷酸铁锂正极回收料。此专利只涉及到生产中的正极废片回收，只是简单的对生产中的废极片进行除粘结剂、磨粉与筛分处理。而废旧磷酸铁锂电池中正极材料的化学成分已发生变化，因此此方法不能用于废旧磷酸铁锂电池的综合回收。

专利CN200710077245.4提出了一种磷酸铁锂正极废料的再生方法，将磷酸铁锂配料、混浆、过筛、涂布等生产过程中产生的大量废浆料在80～200℃干燥0.5～12h，然后在400～700℃的惰性或还原气氛下处理1～15h，将其粉碎，使粒度符合磷酸铁锂正极浆料的配制要求，达到与正常料相近的电化学性能。上述专利只涉及到磷酸铁锂配料、混浆、过筛、涂布等生产过程中的正极废料的回收利用，只是简单的对生产中产生的废浆料进行除粘结剂、磨粉与筛分处理，而废旧磷酸铁锂电池中正极材料的化学成分发生了变化，所以这种物理回收方法也不适用于废旧磷酸铁锂电池。

发明内容

本发明的目的是提出一种工艺简单合理、回收成本低、附加值高的废旧磷酸铁锂电池综合回收的方法，以实现废旧磷酸铁锂电池中有价金属及磷酸铁锂正极材料的回收。

本发明的废旧磷酸铁锂电池综合回收的方法，关键在于包括如下步骤：

A：取出电池的电芯，并将电芯粉碎成电芯碎片；

B：将电芯碎片用有机溶剂浸泡并进行搅拌；

C：将浸泡处理后的电芯碎片通过过滤与溶剂分离后，再进行洗涤、过滤，然后进行干燥和振动筛分，筛上得到洁净的铝、铜、镍箔与隔膜，通过熔炼进行回收；筛下得到混合粉体；

D：将混合粉体放入至NaOH溶液中，使混合粉体中的铝箔屑与NaOH进行反应，然后再进行过滤以除掉混合粉体中的铝箔屑；

E：将除铝后的混合粉体干燥后，在空气气氛中于200～600℃热处理2～10h，除去其中的碳和剩余的粘结剂；

F：将除去粘结剂和碳后的混合粉体用酸液溶解浸泡0.5～2小时，并间歇搅拌，然后过滤掉不溶物，所述酸液为1～3M无机酸与0.5～2M的30wt％的双氧水的混合溶液；

G：将剩余溶液慢慢加入硫化钠并充分搅拌，直到不再生成新的黑色的沉积物才停止加入硫化钠，然后过滤掉生成的硫化铜沉淀物，得到含铁离子、锂离子和磷酸根的酸性滤液；

H：将G步骤所得到的酸性滤液中加入NaOH溶液或氨水，并充分搅拌，加热至60℃，调整pH值至9～11，然后过滤分离，并将过滤得到的沉淀物进行干燥；

I：将干燥后的沉淀物用ICP光谱测试其中的铁、锂、磷含量，然后根据铁、锂、磷的含量，添加铁源化合物、锂源化合物及磷源化合物，使铁、锂、磷的摩尔比为1∶1∶1，并加入质量为沉淀物质量5～12％的碳源，经球磨、干燥后得到混合物；

J：将混合物在惰性气氛中，500～750℃温度下煅烧6～14小时，得到磷酸铁锂正极材料。