[發(fā)明專利]一種廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池綠色回收處理的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410460090.2
• 申請(qǐng)日: 2014-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN104183888A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張聯(lián)齊;聶赫赫;宋繼順;宋大衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/54
• 分類號(hào): H01M10/54
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明屬于廢電池回收處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池綠色回收處理方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車的示范運(yùn)營(yíng)及推廣速度加快，對(duì)動(dòng)力電池尤其是以LiFePO₄、LiMn₂O₄型為代表的鋰離子動(dòng)力電池的用量急劇增加，未來將面臨著大量廢舊動(dòng)力電池處理問題。對(duì)于使用后的動(dòng)力電池首先應(yīng)該考慮梯次利用，用作儲(chǔ)能電池，這樣可以大幅降低動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池的使用成本，加快電動(dòng)汽車的推廣普及速度。對(duì)于報(bào)廢的或已經(jīng)梯次利用過的廢舊動(dòng)力電池，已不具有使用價(jià)值，這些電池如果不處理或處理不好，不但會(huì)污染環(huán)境，而且還會(huì)造成資源浪費(fèi)。

目前我國(guó)現(xiàn)有的廢舊鋰離子電池回收技術(shù)雖然較多，但這些設(shè)備及工藝只適用于含有Co、Ni等稀貴金屬的數(shù)碼鋰離子電池（LiCoO₂型、三元型)，即先將正極材料酸溶形成Co²⁺、Li⁺等，再用萃取法或化學(xué)沉淀法或電解法回收CoSO₄、Li₂CO₃、CoC₂O₄、Co(OH)₂、金屬Co等。但這些方法存在的問題包括：1）大量使用有機(jī)溶劑如有機(jī)酸、萃取劑等，對(duì)環(huán)境會(huì)造成二次污染；2）工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備的要求高；3）附加值低、成本高。因此，使得這些技術(shù)不適用于回收處理不含稀貴金屬的廢舊鋰離子動(dòng)力電池如iFePO₄型、LiMn₂O₄型等。?因此開發(fā)專門針對(duì)鋰離子動(dòng)力電池的回收技術(shù)尤為必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在問題，提供一種廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池綠色回收處理方法，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，用該方法回收處理廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池工藝簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、效率高、成本低、回收全面、回收的電極粉料可以再次使用。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池綠色回收處理方法，包括以下步驟：

????1）將廢舊電池放電、切割拆解后用稀堿液浸泡15-30min，浸泡后的鋁塑膜和極耳直接回收；

2）浸泡后的電芯采用機(jī)械分離，得到正極片、負(fù)極片、隔膜，隔膜直接回收；

3）分別將正極片和負(fù)極片機(jī)械粉碎，并置于稀堿液中浸泡攪拌2-3小時(shí)，洗滌過濾后將所得物料分別于真空度70-90mPa下烘干；

4）分別將干燥后的正極物料、負(fù)極物料機(jī)械攪拌粉碎，篩分后分別得到鋁箔片、包含少量鋁屑的正極粗粉料和銅箔片、包含少量銅屑的負(fù)極粗粉料，將鋁箔片和銅箔片分離后回收，將正極粗粉料和負(fù)極粗粉料分別進(jìn)行球磨、篩分；

5）將篩分后的正極粉料在惰性或還原氣氛下進(jìn)行熱處理，負(fù)極粉料在空氣氣氛下進(jìn)行熱處理，最后回收正、負(fù)極粉料。

所述步驟1）和步驟3）中的稀堿液為NaOH水溶液，稀堿液的濃度為0.0001-0.1mol/L；將廢堿液中的雜質(zhì)除去，經(jīng)過烘干處理后循環(huán)利用。

所述步驟1）-4）均在密封在箱體內(nèi)進(jìn)行，操作人員通過手套在箱體外操作，箱體內(nèi)的廢氣通過管道引導(dǎo)通入凈化塔，淋洗凈化處理后排入大氣。

所述步驟5）中正極粉料熱處理采用的惰性氣體為氮?dú)饣蚝?5v%氬氣的氬氫混合氣，還原氣體為氫氣；熱處理的溫度，正極粉料熱處理的溫度為150-400?℃，熱處理時(shí)間為1-4h；負(fù)極粉料熱處理的溫度為200-450℃，熱處理時(shí)間為1-4h。

本發(fā)明的有益效果是：本方法回收工藝簡(jiǎn)單，回收的正極粉料和負(fù)極粉料具有較好的充放電性能，可再次利用；鋁箔片、銅箔片、鋁塑膜、極耳、隔膜可同時(shí)回收且具有較高的純度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明工藝流程圖。

圖2?是本發(fā)明回收的5種副產(chǎn)物的照片，其中：(a)隔膜(b)鋁塑摸(c)極耳(d)銅箔片(e)鋁箔片。

圖3?是本發(fā)明回收的正極粉料的XRD圖。

圖4?是本發(fā)明回收的負(fù)極粉料的粒徑分布曲線。

圖5?是本發(fā)明回收的正極粉料的循環(huán)壽命曲線。

圖6?是本發(fā)明回收的負(fù)極粉料的XRD圖。

圖7?是本發(fā)明回收的負(fù)極粉料的粒徑分布曲線。

圖8?是本發(fā)明回收的負(fù)極粉料的循環(huán)壽命曲線。

具體實(shí)施方式