[發(fā)明專利]一種LiFePO4電池負(fù)極材料的回收方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310387182.8
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103474721A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李東梅;王鋒超;唐國鵬;何睦;趙光金
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明內(nèi)容屬于廢舊電池回收處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對LiFePO₄電池負(fù)極的銅箔集流體、導(dǎo)電劑以及在負(fù)極析出的鋰的回收方法。

背景技術(shù)

隨著電動汽車的推廣與使用，報廢的動力電池越來越多；隨之而來的問題是廢舊動力電池的回收與處理。電動汽車用動力電池中含有鉛、鎳、鈷、鋰等金屬材料和電解液，因此，廢動力電池是一種寶貴的城市礦產(chǎn)。一旦廢棄的電池不能得到有效地回收處理，不僅造成資源的浪費(fèi)，也會對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染。因此，必須對廢舊動力電池進(jìn)行回收處理。

由于LiFePO₄動力電池的性能穩(wěn)定，近年來被廣泛使用。若要對大量報廢的LiFePO₄電池進(jìn)行資源化處理，其中重要的一步是對負(fù)極的集流體銅箔和其表面的導(dǎo)電劑進(jìn)行回收。不僅如此，隨著電池長時間的使用，或電池出現(xiàn)短路、鼓脹、軟包等現(xiàn)象時，在充放電過程中，部分鋰離子不能正常回到正極，殘留在負(fù)極材料或隔膜上。而電池回收處理時不對其進(jìn)行處理亦會造成部分鋰資源的浪費(fèi)。關(guān)于LiFePO₄電池的回收，中國專利文獻(xiàn)CN101847763A（申請?zhí)?01010148325.6）、CN102664294A（申請?zhí)?01210152784.0）用有機(jī)溶劑、堿溶解電芯，篩分分離活性物質(zhì)和銅、鋁，分別熔煉提取銅、鋁以及燒結(jié)活性物質(zhì)得LiFePO₄等。在這些方法中，正負(fù)極混合在一起處理，通過破碎篩分后得到的銅箔集流體并不純，仍需要依靠火法，高溫?zé)堄嗟膶?dǎo)電劑后，得到銅箔產(chǎn)品。不僅分離步驟復(fù)雜，還可能造成一定的環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，回收LiFePO₄電池放電后，殘留在負(fù)極材料或隔膜上的鋰離子，并且回收負(fù)極銅箔和導(dǎo)電劑。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種LiFePO₄電池負(fù)極材料的回收方法，包括以下步驟：

a、將LiFePO₄電池放電后去除外殼，分離正、負(fù)極和隔膜；

b、將隔膜完全浸沒在水中浸泡10min-1h，手動搓洗隔膜或攪拌器攪拌水溶液3min-20min，取出隔膜；

c、將負(fù)極片完全浸沒于上述水溶液中，手動搓洗負(fù)極片或攪拌器攪拌水溶液3min-1h，銅箔集流體與表面導(dǎo)電劑分離后，取出銅箔，導(dǎo)電劑沉到水底，打撈回收；

d、測定上述水溶液的鋰離子濃度≥14g/L時，過濾水溶液，加熱濾液至80-100℃，在每1L上述溶液中加入30-200mL質(zhì)量濃度為10-30%的Na₂CO₃溶液，反應(yīng)10min-2h，過濾，沸水洗滌濾餅1-5次、每次用沸水10-50mL，然后將濾餅干燥即可得到純凈的Li₂CO₃產(chǎn)品，將濾液回收再用于隔膜、負(fù)極的清洗；若測定c步驟中得到的水溶液鋰離子濃度＜14g/L時，則在該水溶液中繼續(xù)進(jìn)行步驟b和步驟c的過程。

上述步驟b和c中所述的攪拌器攪拌轉(zhuǎn)速優(yōu)選為60-200r/min。

所述LiFePO₄電池可以是鋁塑軟包、鋼殼、鋁殼等種類電池。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是，1）?實現(xiàn)對隔膜、負(fù)極上殘留鋰離子的有效回收，避免鋰資源浪費(fèi)與污染環(huán)境。2）便捷高效的一步回收法回收了負(fù)極銅箔和導(dǎo)電劑，銅箔無需其他處理步驟可直接回收利用；3）回收水溶液可多次反復(fù)利用，更加節(jié)能降耗和環(huán)保。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

?下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明方法做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不限于此。

實施例1

一種LiFePO₄電池負(fù)極材料的回收方法，包括以下步驟：

a、將1個LiFePO₄電池（容量20Ah，電壓3.2V）放電后去除外殼，分離正、負(fù)極和隔膜；

b、將隔膜完全浸沒在體積1L水中浸泡10min，手動搓洗隔膜3min后，取出隔膜；

c、將電池所有負(fù)極片完全浸沒于上述水溶液中，手動搓洗負(fù)極片3min。銅箔集流體與表面導(dǎo)電劑分離后，取出銅箔。導(dǎo)電劑沉到水底，打撈回收；