[發明專利]一種廢舊鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的資源化回收再利用方法

有效

• 申請號: 201610043731.3
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN106992329B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 上官恩波;郭利坦;李晶;王芹;寧颯爽;李菲;常照榮;李全民
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M4/58;H01M4/26
• 代理公司: 新鄉市平原專利有限責任公司 41107
• 代理人: 路寬

1.一種廢舊鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的資源化回收再利用方法，其特征在于：以廢舊鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料為原料，將其與二價鐵鹽和有機添加劑混合均勻后，在惰性氣氛下經過煅燒處理制得磷酸鐵鋰基復合材料，然后將該磷酸鐵鋰基復合材料用于制備堿性二次電池負極，具體包括以下步驟：

（1）浸泡預處理，將從廢舊鋰離子電池中分離出來的正極片在堿液中浸泡10-60分鐘，然后在去離子水中漂洗10-60分鐘；

（2）預煅燒分離，將浸泡預處理后的正極板在400-550℃的高溫條件下煅燒0.5-3小時，使正極活性物質與鋁箔分離，干燥，研磨，篩分后得到正極活性物質；

（3）球磨處理，將回收的正極活性物質、二價鐵鹽和有機添加劑球磨混合均勻，其中正極活性物質、二價鐵鹽和有機添加劑的質量比為1:0.1-1:0.05-0.8；

（4）二次煅燒處理，將步驟（3）得到的混合物經過550-800℃高溫處理1-6小時后，粉碎，篩分后得到磷酸鐵鋰材料；

（5）活性物質漿料的制備，將重量百分比為50%-85%的磷酸鐵鋰材料、重量百分比為10%-40%的添加劑和重量百分比為3%-10%的導電劑混合均勻，然后加入到由重量百分比為1%-3%的粘結劑配制的粘結劑水溶液中，攪拌均勻，制得活性物質漿料，所述的添加劑為硫酸鎳、硫化鎳、硫化亞鈷、氧化鉍、硫化鉍、硫化亞鐵、羰基鐵粉、四氧化三鐵、氧化鋅、氧化釔、氧化鉺、氧化亞錫、二氧化鈰、二氧化鈦或短纖維中的至少兩種；

（6）磷酸鐵鋰電極的制備，將制得的活性物質漿料涂覆在負極基體上，經過烘干，壓片，沖切，焊接極耳，制得用于堿性二次電池負極的磷酸鐵鋰電極。

2.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的資源化回收再利用方法，其特征在于：步驟（1）中所述的堿液為摩爾濃度分別為0.05-1mol/L的氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氫氧化鋰溶液中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的資源化回收再利用方法，其特征在于：步驟（3）中所述的二價鐵鹽為草酸亞鐵、硝酸亞鐵、硫酸亞鐵、醋酸亞鐵、硫酸亞鐵銨或氯化亞鐵中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的資源化回收再利用方法，其特征在于：步驟（3）中所述的有機添加劑為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、抗壞血酸、葡萄糖、蔗糖或環糊精中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的資源化回收再利用方法，其特征在于：步驟（5）中所述的導電劑為導電石墨、科琴黑、導電炭黑、碳納米管、石墨烯或氧化亞鈦中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的資源化回收再利用方法，其特征在于：步驟（5）中所述的粘結劑為聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚乙烯醇或羥丙基甲基纖維素中的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的資源化回收再利用方法，其特征在于：步驟（6）中所述的負極基體為穿孔鋼帶、三維立體鋼帶、不銹鋼網、發泡鎳、發泡銅、發泡鐵或銅網。