[發明專利]一種從磷酸鐵鋰電池中回收納米磷酸鐵的方法

有效

• 申請號: 201710567598.6
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN109250696B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 張復偉;謝星葵
• 申請（專利權）人: 深圳佳彬科技有限公司;福建華興達新材料有限公司
• 主分類號: C01B25/37
• 分類號: C01B25/37;H01M10/54
• 代理公司: 廣東德而賽律師事務所 44322
• 代理人: 葉秀進

本發明屬于電池材料回收技術領域，尤其涉及一種從磷酸鐵鋰電池中回收納米磷酸鐵的方法：將磷酸鐵鋰電池放電到2.0V以下，破碎拆解，實現電池中磷酸鐵鋰粉料、鋁粉以及銅粉的分離；將磷酸鐵鋰粉料放入真空管式爐中；將磷酸鐵鋰粉料邊攪拌邊加入稀鹽酸溶液中，將過氧化氫和懸濁液通過蠕動泵同時滴加到三口燒瓶反應器中，同時攪拌、超聲；將混合液過濾并取濾液，得到浸出液；將浸出混合液與堿溶液通過蠕動泵同步加入到混合反應器中，實現兩種液體的混合、攪拌、超聲，得到淡黃色粉末磷酸鐵。總之，本發明能夠提高磷酸鐵鋰的浸出率和磷酸鐵的回收率，達到有價資源最大化回收，并可以控制制備的磷酸鐵的形貌，能夠控制納米級磷酸鐵的粒徑大小均一。

技術領域

本發明屬于電池材料回收技術領域，尤其涉及一種從磷酸鐵鋰電池中回收納米磷酸鐵的方法。

背景技術

中國汽車協會統計，2016年，我國新能源汽車生產51.7萬輛，銷售50.7萬輛，比上年分別增長36.8％和53％，新能源汽車的蓬勃發展也拉動了鋰電池行業的市場需求。預計到2020年將會有超過20萬噸動力電池報廢，從中回收鈷、鋰、鎳、錳、鐵和鋁等金屬所創造的市場將超過100億元，形成新的利潤市場。

2016年磷酸鐵鋰動力電池的出貨量占比約70％，磷酸鐵鋰電池中除了鋰資源被回收以外，磷酸鐵也由于其突出的經濟價值(目前是3-4萬元/噸)，成為了大家關注的熱點。以往的早期專利發明中，往往忽視了鐵、磷的回收利用，或者回收氫氧化鐵而造成資源浪費。

中國專利CN102956936A中提供了早期回收磷酸鐵鋰正極材料的方法，將材料焙燒、酸浸再堿浸后，通過調節pH值沉淀出濾渣，在堿浸后沉淀出鐵、鋁、銅等金屬。這種方法沒有回收磷酸鐵，造成了資源浪費，并且回收產品收益低。

中國專利CN103474719A中提供了一種從磷酸鐵鋰電池中回收磷酸鐵的方法，將電池拆解、分離，加酸浸出后，再加入堿，調節pH值2-3，沉淀得到磷酸鐵。這種方法能夠粗制磷酸鐵，但是對于如何提高磷酸鐵鋰的浸出率和磷酸鐵的回收率，以及施加不同沉淀反應條件，調整磷酸鐵制備過程的工藝，進而控制得到的磷酸鐵微觀形貌，卻沒有過多涉及。

有鑒于此，確有必要提供一種從磷酸鐵鋰電池中回收納米磷酸鐵的方法，其通過破碎、拆解、分離、酸浸、沉淀等操作，可以提高磷酸鐵鋰的浸出率和磷酸鐵的回收率，達到有價資源最大化回收，并能控制制備的磷酸鐵的形貌，得到純相磷酸鐵的同時，能夠控制納米級磷酸鐵的粒徑大小均一。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，而提供一種從磷酸鐵鋰電池中回收納米磷酸鐵的方法，其通過破碎、拆解、分離、酸浸、沉淀等操作，可以提高磷酸鐵鋰的浸出率和磷酸鐵的回收率，達到有價資源最大化回收，并能控制制備的磷酸鐵的形貌，得到純相磷酸鐵的同時，能夠控制納米級磷酸鐵的粒徑大小均一。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種從磷酸鐵鋰電池中回收納米磷酸鐵的方法，至少包括以下步驟：

第一步，將磷酸鐵鋰電池放電到2.0V以下，放入破碎機中破碎拆解，再通過振動篩分和氣流分選組合設備，實現電池中磷酸鐵鋰粉料、鋁粉以及銅粉的分離，得到顆粒細小且均一的磷酸鐵鋰粉末；此方法可以根據正負極片和隔膜的不同比重進行篩分，分離出磷酸鐵鋰粉料，而無需手動拆解電池、去除電解液和隔膜等；

第二步，將第一步中磷酸鐵鋰粉料放入真空管式爐中，通入惰性氣體，高溫處理5～10小時；高溫處理粉料中殘余的電解液，使其變成氣體揮發出去。

第三步，將第二步得到的處理后的磷酸鐵鋰粉料邊攪拌邊加入稀鹽酸溶液中，得到深黑色的懸濁液；

第四步，將過氧化氫溶液和第三步得到的懸濁液通過蠕動泵同時滴加到三口燒瓶反應器中，同時攪拌、超聲，通過蠕動泵控制流速，使得過氧化氫溶液和懸濁液內的磷酸鐵鋰按反應配比同步注入三口燒瓶反應器內并恰好完成反應，得到混合液；