[发明专利]废旧磷酸铁锂正极材料的回收再生方法及得到的磷酸铁锂正极材料

说明书

本发明属于废旧锂离子电池正极材料回收、修复再生综合利用技术，具体涉及一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收再生方法及得到的磷酸铁锂正极材料。该方法包括以下步骤：1)对废旧磷酸铁锂正极极片进行分离，除去铝集流体，得到粉体状的磷酸铁锂正极回收材料；2)添加锂源、铁源和磷源，或者，还添加还原剂，再加入用于溶胀磷酸铁锂正极回收材料中的粘结剂，且溶解或分散锂源、铁源、磷源、还原剂的有机溶剂，将各材料混匀后烘干，得到磷酸铁锂前驱体；3)对应的，在还原性或者惰性气体氛围中烧结，得到修复再生的磷酸铁锂正极材料。本发明结合了物理和机械化学方法回收再生技术，实现废旧磷酸铁锂正极材料的再生利用。

技术领域

本发明属于废旧锂离子电池正极材料回收、修复再生综合利用技术，具体涉及一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收再生方法及得到的磷酸铁锂正极材料。

背景技术

随着新能源产业的兴起，锂离子电池产业迅猛发展。随着使用年限的增加，报废的电池也将达到一个恐怖的数量，如处理不当，将对环境造成严重的后果。在这些报废的电池中，采用磷酸铁锂正极材料占很大份额，报废量很大。因此，磷酸铁锂的回收再生技术具有重大意义。

目前国内外的研究者对磷酸铁锂电池的前处理和回收已经有了较多的研究，但主要的回收方式有以下两种：

1、直接利用从极片上分离的磷酸铁锂与新的磷酸铁锂混合使用，此法虽然简单，但降低了材料的整体性能；

2、利用湿法冶金的方式，回收各种金属元素，虽然这种工艺路径简单，对设备要求低，但经济效益有限，难以推广。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收再生方法及得到的磷酸铁锂正极材料。本发明所提供的回收再生方法工艺简单，成本低，安全可靠，将回收得到的再生材料制作扣电，克容量在150mAh/g以上，首效在96％左右，达到了铁锂行业标准。

本发明所提供的技术方案如下：

一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收再生方法，包括以下步骤：

1)对废旧磷酸铁锂正极极片进行分离，除去铝集流体，得到粉体状的磷酸铁锂正极回收材料；

2)向步骤1)得到的磷酸铁锂正极回收材料中添加锂源、铁源和磷源，或者，向步骤1)得到的磷酸铁锂正极回收材料中添加锂源、铁源、磷源和还原剂，再加入用于溶胀所述磷酸铁锂正极回收材料中的粘结剂，且能溶解或分散所述锂源、所述铁源、所述磷源、所述还原剂的溶剂，将各材料混匀后烘干，得到磷酸铁锂前驱体；

3)步骤2)中向步骤1)得到的磷酸铁锂正极回收材料中添加锂源、铁源和磷源，将步骤2)得到的磷酸铁锂前驱体在还原性气体氛围中烧结，或者，步骤2)中向步骤1)得到的磷酸铁锂正极回收材料中添加锂源、铁源、磷源和还原剂，在惰性气体氛围中烧结，得到修复再生的磷酸铁锂正极材料。

现有技术中，通常采用先将磷酸铁锂与粘结剂分离，再对磷酸铁锂进行补锂的技术方案，对废旧磷酸铁锂正极材料进行回收，该方法为两步法。

本发明采用了不同的技术构思，具体为，采用先补锂再煅烧的技术方案，煅烧过程中同时实现了补锂的反应和粘结剂的去除。

上述技术方案中，加入用于溶胀所述磷酸铁锂正极回收材料中的粘结剂，且溶解或分散所述锂源、所述铁源、所述磷源以及所述还原剂的溶剂，既通过溶胀粘结剂使得补锂材料渗透入磷酸铁锂正极回收材料周围，又通过溶解或分散均匀补充的锂盐、铁磷元素使得补锂反应均衡。

上述技术方案中，在整个修复过程中没有特意去除掉粘结剂PVDF，相对现有技术的两步法，实现了更易于工业生产的一步法。同时在烧结修复过程中，PVDF还可以作为一种还原保护剂，起到对磷酸铁锂正极的保护。

具体的，所述的溶剂为醇。