[发明专利]一种废旧磷酸铁锂电池正极粉料综合处理的方法

说明书

本发明公开了一种废旧磷酸铁锂电池正极粉料综合处理的方法，涉及废旧磷酸铁锂电池正极粉料回收利用领域，是基于现有的锂离子电池正极材料的金属的浸出效果差、回收率低的问题提出的。本发明以废旧磷酸铁锂电池为研究对象，通过利用高氯酸盐与酸混合物具有强氧化性和强酸性的性质，对磷酸铁锂橄榄形结构进行破坏，反应过程中产生的氯离子更能进一步侵蚀磷酸铁锂结构，加快酸浸进程，减少酸用量，该方法能有效提升主要金属的回收率，提高浸出效果，并能提高产品的纯度，具有很强的实用性。

技术领域

本发明涉及废旧磷酸铁锂电池正极粉料回收利用领域，具体涉及一种废旧磷酸铁锂电池正极粉料综合处理的方法。

背景技术

由于锂离子电池具有无记忆效应，导电性能优良且具有环境友好型等特点，如今锂离子电池已经广泛应用于生活中的各个领域，通时也是电动汽车的动力电池之一。因磷酸铁锂电池具有较高的理论容量，价格低廉，优秀的循环稳定性和安全性能高等优点，被广泛应用于新能源汽车领域。新能源汽车经过几年的快速发展，其配套的锂离子电池也迎来的大退役时代，面对如此庞大的电池退役过程，若不对退役电池做好循环利用势必会造成资源的浪费。因此对废旧锂离子动力电池的湿法回收已经成为电池回收梯次利用的重要组成部分。

目前对于锂离子电池正极材料的回收处理一般采用常压条件下，通过硫酸，盐酸，磷酸，硝酸，等化学试剂经过酸浸出有价金属离子，在经过除杂净化提纯处理，得到磷酸铁和碳酸锂等合成磷酸铁锂原材料。专利CN103449395A公开了一种从水系废旧磷酸铁锂电池中回收再生正极材料的方法，包括将电池精细化拆解，用去离子水浸泡，调整Li、Fe、P元素比例，在经过球磨，低温预烧，高温结烧等步骤回收得到再生磷酸铁锂正极材料。此专利提出的用去离子水浸泡，浸出效果有限，通过调整Li、Fe、P比例添加锂源、铁源和磷源，操作复杂且不易控制，同时又经过高温结烧能耗高，因此很难满足生产需要。专利CN106684485A公开了一种酸浸法回收处理废旧磷酸铁锂正极材料的方法，包括将磷酸铁锂正极粉加入硫酸中进行酸浸，再加入大量氧化剂进行氧化等办法处理磷酸铁锂正极粉料，该方法酸用量和氧化剂用量太多，并且浸出率较低，反应步骤复杂，而且过量的酸为后期调pH沉淀带来困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有的锂离子电池正极材料的金属的浸出效果差、回收率低的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种废旧磷酸铁锂电池正极粉料综合处理的方法，包括以下步骤：

(1)按照质量比为1:0.1-0.3，将废旧磷酸铁锂正极粉料和高氯酸盐充分混合，得到混合物料；

(2)将步骤(1)得到的混合物料与去离子水混合搅拌，得物料悬浊液；

(3)向步骤(2)得到的悬浊液中加酸酸浸，进行搅拌反应，得酸浸悬浊液，控制pH值调至2.5-4之间；

(4)将步骤(3)得到的酸浸悬浊液用抽滤机进行抽滤，得含锂滤液及滤渣；

(5)将步骤(4)得到的含锂滤液用碱溶液调到pH＝7.0，加热一段时间，抽滤，再将pH调至9.0，过滤得含锂纯液，将得到的含锂纯液用饱和碳酸钠洗涤生成电池级碳酸锂；

(6)将步骤(4)得到的滤渣洗涤后置于高温高氧环境下进行煅烧，得到纯磷酸铁固体。

本发明以废旧磷酸铁锂电池为研究对象，通过利用高氯酸盐与酸混合物具有强氧化性和强酸性的性质，对磷酸铁锂橄榄形结构进行破坏，反应过程中产生的氯离子更能进一步侵蚀磷酸铁锂结构，加快酸浸进程，减少酸用量，该方法能有效提升回收率，简化了实验步骤。

优选地，所述步骤(1)中高氯盐包括高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂或高氯酸铁。

优选地，所述步骤(1)中混料转速为90-110r/min，混料时间为0.5-2h。