[发明专利]一种废旧磷酸铁锂电池和锰酸锂电池再生利用的方法

摘要

本发明公开了一种废旧磷酸铁锂电池和锰酸锂电池再生利用的方法，通过将磷酸铁锂电池和锰酸锂电池分别进行放电、拆解、有机溶剂浸泡、煅烧、酸解、过滤等步骤，然后将两种电池的正极材料得到的滤液按照一定的比例进行混合，调节溶液pH值得到磷酸锰铁锂前驱体，最后将磷酸锰铁锂前驱体配入碳源进行高温煅烧合成反应，最终得到碳包覆的磷酸锰铁锂正极材料。通过本发明的方法可以将废旧磷酸铁锂电池的正极材料、废旧锰酸锂的正极材料通过合适的化学手段作为合成高能量密度正极材料磷酸锰铁锂的锰源、铁源、磷源和锂源，降低磷酸锰铁锂的制备成本，回收利用效率高、处理速度快，可以为动力电池企业处理废旧动力电池提供一种全新的借鉴方式。

主权项

1.一种废旧磷酸铁锂电池和锰酸锂电池再生利用的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)将废旧的磷酸铁锂电池放电后，拆解磷酸铁锂电池的外壳得到电池内芯；/n2)将电池内芯放入有机溶剂中浸泡溶解电解质，然后对电池内芯进行分离处理得到正极混合料；/n3)将正极混合料烘干后，煅烧除去正极混合料中的粘结剂，得到磷酸铁锂粉、碳粉及部分煅烧残留物的混合粉料；/n4)将混合粉料进行酸解反应后过滤，得到滤液A；/n5)按步骤1)-4)操作对废旧的锰酸锂电池处理，得到滤液B；/n6)根据所要制备的目标产物中的铁与锰的比例，将滤液A和滤液B按所需体积比混合，通过碱液调节混合溶液的pH值形成沉淀，得到磷酸锰铁锂前驱体；/n7)根据磷酸锰铁锂前驱体的质量配入碳源，在保护气氛下进行煅烧合成反应，最终得到碳包覆的磷酸锰铁锂正极材料；/n所述步骤2)中电池内芯放入有机溶剂中浸泡2小时，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中任意两种或者三种的组合；/n所述步骤2)中电池内芯进行的分离处理包括以下步骤：通过手工或机械分离正极片、负极片及隔膜；将正极片放入N-甲基吡咯烷酮中在室温下浸泡10小时或加热至80℃下浸泡2小时，直至正极片中的粘结剂完全溶解在N-甲基吡咯烷酮中，将正极混合料与集流体铝箔分离，得到正极混合料；/n所述步骤3)中将正极混合料的烘干温度为100℃-200℃，烘干气氛为空气气氛或氮气气氛，烘干中蒸发的N-甲基吡咯烷酮回收再次循环利用；/n所述步骤3)中的煅烧为在空气气氛下于200-500℃下煅烧3-8小时；/n所述步骤4)中用于酸解磷酸铁锂电池的混合粉料所用的酸为稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、草酸中的一种或者多种混合酸，用于酸解锰酸锂电池的混合粉料所用的酸为稀磷酸和稀草酸的混合酸；/n所述步骤6)还包括以下步骤：将所得的滤液A和滤液B进行ICP测试，确定滤液A中锂离子、亚铁锂离子的浓度和滤液B中锂离子、锰离子的浓度，根据所要制备的目标产物磷酸锰铁锂中锰与铁的比例，确定滤液A与滤液B的混合体积比；确定原料配比：利用ICP测试滤液A中锂离子和亚铁离子的浓度，根据测试结果，补加锂源，使得滤液A中的锂源与铁源的摩尔比为1.01-1.03，利用ICP测试滤液B中锰离子和锂离子的浓度，补加锂源，使得滤液B中锂源与锰源的摩尔比同样为1.01-1.03；/n所述步骤6)中所述碱液为稀氨水溶液、稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钾溶液中的一种或者几种；/n所述步骤7)中的碳源为葡萄糖、柠檬酸、聚丙烯、酚醛树脂或超导碳黑中的一种或几种；/n所述步骤7)中的保护气氛为高纯氮气或氩气，煅烧温度为600℃-750℃，煅烧时间为6-12小时。/n