[發明專利]廢舊磷酸鐵鋰電池的回收方法

無效

• 申請號: 201210152784.0
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN102664294A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 戴長松;潘英俊;劉元龍;王洪彩;鄭茹娟;賈錚;趙力;熊岳平;路密;黃兵
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及一種電池的回收方法。

背景技術

鋰離子電池由于能量密度高、質量輕、壽命長且無記憶效應，被廣泛用于現代電子設備中。隨著經濟的高速發展和電器小型化的趨勢，其發展前景廣闊。能源枯竭，環境污染，已經成為當前社會不得不面對并急需解決的問題，因此，電動車和混合電動車得到越來越多國家的重視。

作為動力源，現在還沒有任何一種電池能與石油相提并論，動力電池已成為限制電動車和混合電動車發展的瓶頸。目前，由于VRLA電池和Ni-MH電池的比能量較低，而質子交換膜燃料電池實現真正意義的商品化為時尚早，這樣，鋰離子電池以其工作電壓高、比能量和比功率高、循環壽命長和環境污染小而成為動力電池的研發熱點。

對于動力鋰離子電池，其性能很大程度上取決于正極材料的性能，高性能正極材料的研究一直是動力鋰離子電池研究的焦點。在商業化的鋰離子電池中，采用最多的正極材料就是LiCoO₂，但LiCoO₂價格昂貴，對環境不夠友好，并且安全性較差，因此各國科研人員一刻也沒有停止研究開發新型正極材料。LiFePO₄以其原料來源豐富、環境友好、放電電壓平穩、具有良好的熱穩定性和優良的循環特性而成為研究熱點，并成為動力鋰離子電池理想的正極材料。2010年我國鋰離子電池的產量已達26.8億只，預計，隨著電動車和混合電動車的發展，到2020年鋰離子電池的產量將翻兩番。這樣廢舊鋰離子電池的回收勢必引起人們的極大關注。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝簡單、成本低的電池的回收方法，特別是一種廢舊磷酸鐵鋰電池的回收方法。

廢舊磷酸鐵鋰電池的回收方法如下：

一、將廢舊磷酸鐵鋰電池除去殘余電量，取出電池的電芯粉碎成電芯碎片，將電芯碎片用氫氧化鈉溶液浸泡并進行攪拌，攪拌的同時進行超聲波振蕩，然后過濾、洗滌、干燥和振動篩分，篩上得到的純凈的鋁、純凈的銅與隔膜，其中鋁和銅通過熔煉進行回收，篩下得到混合粉體；

二、將混合粉體用酸溶液清洗1～3min，然后干燥；

三、將經過步驟二處理的混合粉體在150℃～450℃溫度條件下熱處理2h～8h；

四、檢測經過步驟三處理的混合粉體，根據鋰、鐵、磷和碳的含量，通過添加鐵源化合物、鋰源化合物、磷源化合物和碳源化合物，調節鋰、鐵、鋰、磷和碳的摩爾比為1.05∶1∶1∶(0.5～1.5)，然后球磨、干燥，得混合物；

五、將混合物在惰性氣體保護、600℃～900℃的條件下煅燒5h～12h，得到磷酸鐵鋰正極材料；

步驟一中所述氫氧化鈉溶液的濃度為0.1mol/L～0.5mol/L；

步驟二中所述的酸溶液是濃度為0.5mol/L～2mol/L硫酸、濃度為1mol/L～4mol/L的鹽酸或者由濃度為0.5mol/L～2mol/L的硫酸和濃度為1mol/L～4mol/L的鹽酸按任意比組成的混酸；

步驟四中所述的鐵源化合物是FeC₂O₄、Fe(NO₃)₃、FePO₄及Fe₂O₃中的一種或幾種的組合；

步驟四中所述的鋰源化合物是LiOH·H₂O、Li₂CO₃及LiCH₃COO·H₂O中的一種或幾種的組合；

步驟四中所述的磷源化合物是NH₄H₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄、(NH₄)₃PO₄及P₂O₅中的一種或幾種的組合；

步驟四中所述的碳源是蔗糖、葡萄糖、乳糖、麥芽糖及碳納米管中的一種或幾種的組合；

步驟五中所述惰性氣體為氬氣或氬氫混合氣，氬氫混合氣中氫氣占氬氫混合氣總體積的5％～50％。

本發明提供的高效回收廢舊磷酸鐵鋰電池的方法，實現了廢舊磷酸鐵鋰電池的綜合回收，再回收處理過程中沒有造成二次污染；經處理所得磷酸鐵鋰正極回收料具有較好的電化學性能，同時實現了鋁、銅箔基體的回收；該方法工藝簡單、生產成本低、見效快。

附圖說明