[发明专利]从废旧磷酸铁锂极片材料中获取超纯磷酸铁的方法以及获取的超纯磷酸铁

说明书

本发明公开了从废旧磷酸铁锂极片材料中获取超纯磷酸铁的方法以及获取的超纯磷酸铁，将经预处理的废旧磷酸铁锂极片材料装入网袋中；构建液流电池，正极电解液中采用电位高于或等于磷酸铁锂电位的氧化还原电对作为活性物质；经历一个充放电循环后取出废旧磷酸铁锂极片材料，经冲洗干燥得到超纯磷酸铁。本发明从废旧磷酸铁锂极片材料中获取超纯磷酸铁的方法以及获取的超纯磷酸铁，可实现循环可持续的回收废旧磷酸铁锂，有助于推进液流电池从废旧磷酸铁锂制备超纯磷酸铁工艺的规模化生产、商业化生产，有望解决未来废旧磷酸铁锂电池的大量退役的问题，完全实现废旧磷酸铁锂回收和超纯磷酸铁的制备。

技术领域

本发明属于磷酸铁锂回收制备磷酸铁锂前驱体超纯磷酸铁技术领域，涉及从废旧磷酸铁锂极片材料中获取超纯磷酸铁的方法以及获取的超纯磷酸铁。

背景技术

锂离子电池作为新能源重点发展产业之一，被广泛应用于新能源电动汽车、太阳能照明、航空航天、电动工具等领域，每年产能量巨大，随之带来的是锂离子电池的巨量报废问题。锂离子电池的各部件包括正极材料、负极材料和隔膜材料若直接废弃，不仅对生态环境产生巨大压力，还会对生产企业和应用企业产生巨大的经济负担，因而，解决废旧锂离子电池的资源回收再利用具有重大的环保意义和经济意义。

磷酸铁锂极片材料，具有放电容量大、循环寿命长等特点，是性能优异的锂离子电池极片材料，其资源回收再利用意义重大。目前，废旧磷酸铁锂的回收技术主要以化学浸出为主，存在化学品消耗量大，二次污染严重、程序繁琐、成本高昂、回收效益小等关键问题，导致正规回收企业规范投入与环保投入高，迫使企业低价甚至无偿收购退役锂离子动力电池，造成动力电池回收收集难的局面。同时，与废旧三元电池相比，废旧磷酸铁锂极片材料回收物的经济价值较低，现有技术仅能提取磷酸铁锂极片材料中的锂元素，用其制备碳酸锂，其它元素如铁元素、磷元素等则仅作为废渣出售给水泥建材行业，回收的经济价值较低。

目前磷酸铁锂极片材料的原材料磷酸铁的收购成本不断上涨，其企业很难收购到，不仅限制了磷酸铁锂极片材料的产量，也给生产企业造成沉重的成本负担，改善目前磷酸铁锂极片材料的生产现状迫在眉睫。因此，如何既能安全可靠、低能耗、绿色环保地回收废旧磷酸铁锂、同时解决磷酸铁锂极片材料原材料超纯磷酸铁的来源和成本问题是解决上述问题的关键。但目前还没有成功采用废旧磷酸铁锂极片材料为原料，提纯超纯磷酸铁高回收再利用价值产物的工艺，因此，急需开发解决废旧磷酸铁锂极片材料资源综合回收再利用技术。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供从废旧磷酸铁锂极片材料中获取超纯磷酸铁的方法以及获取的超纯磷酸铁，利用液流电池从废旧磷酸铁锂制备超纯磷酸铁的过程，不破坏极片结构，未产生任何废旧物，制备获得超纯磷酸铁，可作为再次制备磷酸铁锂的前驱体，实现了循环可持续的回收废旧磷酸铁锂，回收效益高，解决了现有技术中存在的问题。

本发明所采用的技术方案是，从废旧磷酸铁锂极片材料中获取超纯磷酸铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，获得废旧磷酸铁锂极片材料；

S2，对获得的废旧磷酸铁锂极片材料进行水洗、醇洗、干燥处理，得到经预处理的废旧磷酸铁锂极片材料，将其装入网袋中，备用；

S3，构建液流电池，所述液流电池包括电池单元、正负极循环泵、正负极电解液储液罐；所述正负极电解液储液罐中分别储存有正极电解液、负极电解液；所述正极电解液中采用电位高于或等于磷酸铁锂电位的氧化还原电对作为活性物质；当所述液流电池为对称液流电池时，所述负极电解液采用与正极电解液相同的活性物质；当所述液流电池为液流电池全电池时，负极电解液采用硫化钾、溴化锌、氯化锌、ZnBr₂、甲紫精中的任一种作为负极电解液的活性物质；