[发明专利]一种磷酸铁锂废料的回收复用方法

说明书

本发明提供了一种磷酸铁锂废料的回收复用方法，包括：(1)向磷酸铁锂废料中加入碱液搅拌，固液分离后得到第一滤渣和第一滤液；(2)将所述第一滤渣和酸液混合，固液分离后得到第二滤渣和第二滤液，将所述第二滤液进行溶剂热反应；(3)将所述溶剂热反应后的产物进行喷雾裂解，得到再生磷酸铁锂。采用本发明的方法对磷酸铁锂废料进行回收，锂、铁、磷元素可以得到将近100％回收复用，将磷酸铁锂材料的回收与重新制造相结合，大幅缩短了工艺路径且所得再生磷酸铁锂的低温性能较回收前材料有较提升，实现了磷酸铁锂废料的变废为宝；本发明不经过长时间高温焙烧和单独的碳包覆工艺，使能源成本和加工成本大幅降低，更符合我国低碳环保趋势。

技术领域

本发明属于锂电池正极材料回收技术领域，涉及一种磷酸铁锂废料的回收复用方法。

背景技术

磷酸铁锂由于具有循环性能好、价格低、安全性好的特点，近年来获得了电动汽车行业的青睐。随着国内磷酸铁锂电池电动汽车装车量的不断提升，人们对磷酸铁锂电池的需求量也快速增加，而随之而来的是前期装车的磷酸铁锂电池已进入到报废期、未来磷酸铁锂回收将成为一个社会痛点的问题。

目前，废旧磷酸铁锂动力电池的回收主要有两种技术路线：一个是以湿法冶金工艺回收元素化合物；另外一种技术路线是对循环后的磷酸铁锂进行修复。

湿法冶金工艺是通过酸浸法将预处理后的废旧磷酸铁锂活性材料溶解，然后净化除导电剂、粘结剂以及铜、铝等杂质，最后通过湿法工艺沉淀、萃取、吸附等方式回收浸出液中的金属元素。例如专利CN104953200A，其将正极片破碎后用酸溶解，后续分别对铁和锂元素进行回收。该工艺的缺陷主要为回收成本高，只有锂具有回收正收益，磷、铁等低价元素的回收整体收益均为负值，且锂元素一次回收率一般低于90％。随着废旧电池回收成本的不断增加，电池整体的回收收益将大幅降低甚至低于成本。

第二种修复路线是将使用后的磷酸铁锂在不破坏磷酸铁锂结构的基础上补充一部分锂元素，恢复磷酸铁锂部分损失容量，回收率明显高于湿法。例如专利CN110828887A，其向粉状的废旧磷酸铁锂废料中加入锂源、铁源和磷源，混合后烧结，实现磷酸铁锂的回收利用；专利CN102208707B利用锂源溶液或悬浮液与回收的废旧磷酸铁锂电池材料水热反应生成磷酸铁锂，或将回收的废旧磷酸铁锂电池材料与锂源固相球磨煅烧，对缺锂态的废旧磷酸铁锂进行液相或固相直接补锂修复。该工艺的主要问题在于回收的磷酸铁锂杂质多，性能受回收的磷酸铁锂原料所限无法满足一致性需求，其批量性能不稳定，只能降级作为次品使用。

综上，现有技术中的磷酸铁锂回收方法存在成本较高、步骤繁琐、回收得到的磷酸铁锂性能较低等缺点，限制了废旧磷酸铁锂电池的循环再生利用，因此，提供一种磷酸铁锂废料的高效回收复用方法具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂废料的回收复用方法。本发明使用磷酸铁锂废料作为原料进行溶剂热反应，一方面，能够使废料中的杂质完全除去，产出品一致性高，可以满足动力电池对于磷酸铁锂的原材料性能需求，且该材料低温性能及功率性能较再生前的原材料均有所增加；同时，从回收原材料到制备得到再生磷酸铁锂的流程较湿法冶金工艺明显缩短，不再以元素为单位进行回收，所有元素基本可以完全回收并进行再生利用，其回收效率有较大提升，产生的废水和有机溶剂经简单处理可重复使用，因此环保费用大幅降低；另一方面，由于不再使用固相焙烧的方式进行覆碳焙烧，能源消耗、时间成本和设备成本也大幅降低。因此，本发明的成本优势明显，保证了磷酸铁锂材料回收的利润为正。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种磷酸铁锂废料的回收复用方法，所述回收复用方法包括：

(1)向磷酸铁锂废料中加入碱液搅拌，固液分离后得到第一滤渣和第一滤液；

(2)将步骤(1)所述第一滤渣和酸液混合，固液分离后得到第二滤渣和第二滤液，将所述第二滤液进行溶剂热反应；