[發明專利]一種廢舊磷酸錳鋰電池正極材料的回收利用方法

有效

• 申請號: 201810539056.2
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108808148B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 朱建楠;吳國慶
• 申請（專利權）人: 安徽南都華鉑新材料科技有限公司;界首市南都華宇電源有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B7/00
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 錢衛佳

本發明公開了一種廢舊磷酸錳鋰電池正極材料的回收利用方法，涉及電池正極材料回收技術領域，先將磷酸錳鋰電池正極材料進行氧化焙燒，然后用酸浸出，并經過濾實現鋰和錳元素的分離，濾餅為二氧化錳，濾液為富鋰溶液，富鋰溶液經加堿除雜后再加入碳酸鈉即制得碳酸鋰。本發明通過氧化焙燒、酸浸和過濾實現了鋰元素和錳元素的分離，所得富鋰溶液再經加堿除雜和成鹽得到碳酸鋰，從而實現了鋰元素和錳元素的單獨回收，進而實現了磷酸錳鋰正極材料的高效資源化利用。

技術領域：

本發明涉及電池正極材料回收技術領域，具體涉及一種廢舊磷酸錳鋰電池正極材料的回收利用方法。

背景技術：

與磷酸鐵鋰電池一樣，磷酸錳鋰也屬于橄欖石型結構的磷酸鹽系鋰電池正極材料，這種材料的安全性和循環壽命高于傳統的層狀結構正極材料鈷酸鋰和三元材料。但正在廣泛使用的磷酸鐵鋰3.4V的電位限制了電池能量密度的提升，而磷酸錳鋰具有4.1V的高電位。因此，在同等容量發揮下，磷酸錳鋰電池的能量密度可以比磷酸鐵鋰電池提高20％左右。

隨著磷酸錳鋰電池的廣泛應用，產生了大量的廢舊磷酸錳鋰電池，廢舊磷酸錳鋰電池的直接丟棄會對環境造成嚴重污染，污染源主要來自其中包含的重金屬錳以及電解液等。為了實現資源的高效化利用，需要對廢舊磷酸錳鋰電池正極材料進行回收。但目前常用的廢舊磷酸錳鋰電池正極材料回收方法各自都存在或多或少的缺陷，尤其是操作的復雜性和對環境的污染性，從而增加了回收成本以及加重了對環境的污染。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種通過鋰錳元素單獨回收以實現磷酸錳鋰正極材料高效資源化利用的廢舊磷酸錳鋰電池正極材料的回收利用方法。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

一種廢舊磷酸錳鋰電池正極材料的回收利用方法，先將磷酸錳鋰電池正極材料進行氧化焙燒，然后用酸浸出，并經過濾實現鋰和錳元素的分離，濾餅為二氧化錳，濾液為富鋰溶液，富鋰溶液經加堿除雜后再加入碳酸鈉即制得碳酸鋰。

所述磷酸錳鋰電池正極材料包括失效的磷酸錳鋰材料、從磷酸錳鋰電池中分離出來的正極材料、從極片和邊角料中分離出來的正極材料。

所述氧化焙燒的溫度為500-650℃。

所述浸出用酸為硫酸。

所述硫酸的濃度為0.05-2mol/L。

所述加堿除雜是指先用氫氧化鈉調節富鋰溶液pH值至7-9以除去微量錳離子，再用氫氧化鈉調節pH值至11。

本發明的有益效果是：本發明通過氧化焙燒、酸浸和過濾實現了鋰元素和錳元素的分離，所得富鋰溶液再經加堿除雜得到富鋰凈化液，富鋰凈化液經碳酸鈉沉淀得到碳酸鋰，從而實現了鋰元素和錳元素的單獨回收，進而實現了磷酸錳鋰正極材料的高效資源化利用；并且整個回收利用方法具有操作簡單、成本低的特點，同時盡可能地降低了對環境的污染性。

附圖說明：

圖1為本發明的流程框圖。

具體實施方式：

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示和實施例，進一步闡述本發明。

實施例1

磷酸錳鋰電池正極材料包括失效的磷酸錳鋰材料、從磷酸錳鋰電池中分離出來的正極材料、從極片和邊角料中分離出來的正極材料。

如圖1所示，先將磷酸錳鋰電池正極材料進行氧化焙燒，焙燒的溫度為550℃，然后用濃度1mol/L的硫酸浸出，并經過濾實現鋰和錳元素的分離，濾餅為二氧化錳，濾液為富鋰溶液；富鋰溶液先用氫氧化鈉調節富鋰溶液pH值至8以除去微量錳離子，再用氫氧化鈉調節pH值至11，最后加入碳酸鈉，即制得碳酸鋰。