[發明專利]一種磷酸鐵鋰電池制造環節磷酸鐵鋰廢料的回收再利用方法

有效

• 申請號: 201410586198.6
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104362408B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 張虎;徐紅新;吳強
• 申請（專利權）人: 山東圣陽電源股份有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王學強

技術領域

本發明涉及鋰離子電池制造，更具體的為一種磷酸鐵鋰電池制造環節磷酸鐵鋰廢料的回收再利用方法。

背景技術

鋰離子電池以其高工作電壓、高能量密度、寬溫度范圍、長壽命、無記憶效應、綠色環保等優點，被廣泛應用在便攜式設備、移動電源、大型電動車輛、通信電源等領域，具有廣闊的應用前景。鋰離子電池的結構主要由正負電極、隔膜、電解液和外殼組成。按照現有磷酸鐵鋰電池的制成過程，一般將活性物質磷酸鐵鋰、導電劑和粘結劑混在溶劑中，制成漿料，利用涂布設備均勻涂覆在集流體鋁箔上，而在涂布和后序分切過程中會不可避免地產生不符合工藝要求的廢極片和邊角料，造成生產損耗，增加生產成本。

目前，鋰離子電池正極磷酸鐵鋰材料的回收方法一般是通過高溫烘烤來去除粘結劑和導電劑，并經過篩得到，但該方法得到的磷酸鐵鋰電化學性能較差，且再利用率不高。

發明內容

本發明的目的是提供一種磷酸鐵鋰電池制造環節磷酸鐵鋰廢料的回收再利用方法，可以克服現有回收利用技術的不足，具有回收料電化學性能好、再利用率高、成本低廉的特點。

本發明的技術方案如下：

一種磷酸鐵鋰電池制造環節磷酸鐵鋰廢料的回收再利用方法，其特征在于，磷酸鐵鋰電池制造環節磷酸鐵鋰廢料的回收再利用包括以下步驟：

（1）將待回收極片放在馬弗爐中，400-600℃高溫烘烤2-3h后，粘結劑分解失效，活性物質磷酸鐵鋰及導電劑粉料完全從集流體鋁箔上脫落；

（2）將上步得到的粉末放到馬弗爐中，650-800℃高溫烘烤4-6h后過篩得到磷酸鐵鋰粉料；

（3）過濾，磷酸鐵鋰粉料用去離子水洗滌，洗滌后加入乙醇潤濕劑，制成懸濁液；

（4）將可溶性鋰鹽、鐵鹽、磷酸鹽按比例混合在乙醇的溶液中，加入到懸濁液中混合，120-140℃真空干燥；

（5）在惰性氣體氣氛下650-850℃焙燒3-6小時，得到磷酸鐵鋰合格正極材料。

其中：

所述待回收正極片密集疊放在不銹鋼托盤里。

所述導電劑為超導碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳納米管中的一種或幾種。

所述粘結劑為聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、水性粘結劑（LA133）中的一種或幾種。

所述過篩為250-325目篩網。

所述步驟（3）中所用去離子水與磷酸鐵鋰粉料的質量比為10-12:1。

所述步驟（3）中所用乙醇與磷酸鐵鋰粉料的質量比為5-8:1。

所述可溶性鋰鹽、鐵鹽、磷酸鹽的摩爾比為0.95-1.0:0.95-1.05:0.95-1.0。

所述步驟（4）中懸濁液混合后，磷酸鐵鋰的質量為混合物總質量的20-50%。

所述鋰鹽為碳酸鋰、氫氧化鋰、草酸鋰、醋酸鋰、磷酸二氫鋰中的一種或幾種。

所述鐵鹽為三價鐵的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽中的一種或幾種。

所述磷酸鹽為磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫鋰中的一種或幾種。

所述惰性氣體氣氛為氮氣、氦氣、氬氣中的一種或幾種。

所述混合為濕法球磨混合。球磨時間為4-6小時，濕法球磨可以使材料混料更加均勻。

本發明的有益效果是：本發明一種磷酸鐵鋰電池制造環節磷酸鐵鋰廢料的回收再利用方法，具有回收料電化學性能好、再利用率高、成本低廉的優點。

附圖說明

圖1為磷酸鐵鋰電池制造環節磷酸鐵鋰廢料的回收再利用流程圖。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的技術內容、特點及功效，下面結合實施例及附圖對本發明做進一步說明，但不限于此。

實施例１

將待回收的磷酸鐵鋰正極片20Kg整齊疊放在不銹鋼托盤里，放入馬弗爐中，加熱升溫至500℃，烘烤2小時，粘結劑PVDF分解失效，活性物質磷酸鐵鋰及導電劑粉料完全從集流體鋁箔上脫落；然后，將得到的粉末放到馬弗爐中，700℃高溫烘烤5h除去導電劑，過250目篩網得到磷酸鐵鋰粉料，此時回收的磷酸鐵鋰材料含有其他雜質，電化學性能差，可利用性差，還需進行純化處理。從上述磷酸鐵鋰粉料中取7Kg,用70 Kg的去離子水洗滌3次，加40 Kg濃度為1%的乙醇溶液，攪拌成均勻的懸濁液，再加入9.8 Kg硝酸鐵，4.567 Kg磷酸二氫銨，1.703 Kg單水氫氧化鋰，加氧化鋯球混料，球磨7小時，125℃真空干燥。最后置于氮氣保護的管式爐中720℃焙燒4小時，隨爐冷卻到室溫，即得到合格的磷酸鐵鋰正極材料。

實施例2