[發明專利]一種磷酸錳鐵鋰電池正極材料的回收利用方法

有效

• 申請號: 201810541502.3
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108736090B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 朱建楠
• 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
• 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

本發明公開了一種磷酸錳鐵鋰電池正極材料的回收利用方法，涉及廢舊動力電池回收利用技術領域，先將磷酸錳鐵鋰電池正極材料溶于氧化性酸溶液中，經氧化反應得到氧化酸化漿料，再經過濾得到富鋰溶液和錳鐵渣，錳鐵渣為氧化錳和磷酸鐵的混合物；富鋰溶液經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；錳鐵渣加氫氧化鈉焙燒，所得焙燒料加水溶解得到水溶焙燒料，水溶焙燒料經過濾得到錳酸鈉溶液和磷酸鐵；錳酸鈉溶液加還原劑經氧化還原反應得到二氧化錳。本發明實現了磷酸錳鐵鋰的全組分回收，最終得到碳酸鋰、磷酸鐵和氧化錳產品。

技術領域：

本發明涉及廢舊動力電池回收利用技術領域，具體涉及一種磷酸錳鐵鋰電池正極材料的回收利用方法。

背景技術：

LiFePO₄以價格低廉、產量豐富、循環穩定性好等原因被認為是具有發展前景的鋰離子電池正極材料之一，但由于使用電壓僅3.2V、倍率性能不足、電導率低等原因不能滿足高能量動力電池的要求而限制了其進一步發展。LiMnPO₄相對于LiFePO₄而言循環穩定性較弱，但是具有使用電壓較高(3.8V)、自放電率低、材料成熟、成本低的特點。根據動力電池要求特性，將Fe和Mn兩者相結合，采用Mn摻雜的LiFePO₄作為鋰離子電池正極材料-磷酸錳鐵鋰，在這種材料中Mn³⁺/Mn²⁺4.0V左右工作電壓能夠實現Li嵌入和脫出，更具有前景的是市場上通用電解液能夠在4.0V電壓范圍內保持穩定不分解，也不會因為電壓過低而降低比能量，因此磷酸錳鐵鋰正極材料的廣泛應用也成為必然。

隨著磷酸錳鐵鋰電池正極材料的廣泛應用，對廢舊磷酸錳鐵鋰電池正極材料的回收成為一項重要的工作，如何實現磷酸錳鐵鋰中鋰、鐵和錳的單獨分離是廢舊磷酸錳鐵鋰電池正極材料回收的研究熱點。本公司開發出一種磷酸錳鐵鋰電池正極材料的回收利用方法，能夠實現磷酸錳鐵鋰的全組分回收，最終得到碳酸鋰、磷酸鐵和氧化錳產品。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種能實現磷酸錳鐵鋰的全組分回收，最終得到碳酸鋰、磷酸鐵和氧化錳產品的磷酸錳鐵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：

一種磷酸錳鐵鋰電池正極材料的回收利用方法，先將磷酸錳鐵鋰電池正極材料溶于氧化性酸溶液中，經氧化反應得到氧化酸化漿料，再經過濾得到富鋰溶液和錳鐵渣，錳鐵渣為氧化錳和磷酸鐵的混合物；富鋰溶液經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；錳鐵渣加氫氧化鈉焙燒，所得焙燒料加水溶解得到水溶焙燒料，水溶焙燒料經過濾得到錳酸鈉溶液和磷酸鐵；錳酸鈉溶液加還原劑經氧化還原反應得到二氧化錳。

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

所述氧化性酸溶液為過硫酸鈉溶液。

所述除雜操作為利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。

所述碳酸鈉為碳酸鈉固體或者碳酸鈉溶液。

所述氫氧化鈉為氫氧化鈉固體。

所述焙燒溫度為450-500℃。

所述還原劑為三氧化二錳。

所述過硫酸鈉的用量為化學計量比的1.05-1.1倍。

所述氫氧化鈉的用量為化學計量比的1.05-1.1倍。

所述還原劑的用量為化學計量比的1.1-1.2倍。

所述氧化反應在不銹鋼容器中進行，反應完成后對不銹鋼容器進行清洗，清洗液由清水加助洗劑配制而成。