[發明專利]一種從廢舊磷酸鐵鋰電池中再生制備磷酸鐵鋰的方法

有效

• 申請號: 201910277831.6
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN110040709B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 譚強強;董子杰;馮海蘭
• 申請（專利權）人: 中科（馬鞍山）新材料科創園有限公司;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01B25/45
• 分類號: C01B25/45;H01M10/54
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供一種從廢舊磷酸鐵鋰電池中再生制備磷酸鐵鋰的方法，所述方法包括一下步驟：(1)將廢舊電池破碎拆解，分離廢舊電池中的銅粉、鋁粉和磷酸鐵鋰粉末；(2)分析步驟(1)得到的磷酸鐵鋰粉末中鐵、磷、鋰的摩爾比，調整鋰、磷、鐵的摩爾比，加入酸以及還原劑調節溶液pH小于1，加入羧基化納米纖維素，得到混合液；(3)去除步驟(2)中得到的混合液中的溶劑，并將得到的固體煅燒得到各組分分布均勻的磷酸鐵鋰正極材料。所述方法不使用強酸和任何的堿性溶液，減少了對儀器設備的腐蝕，減少對環境的污染，同時使用納米纖維素上的羧基吸附溶液中的磷、鋰、鐵元素，使磷、鋰、鐵元素能很好得分布在納米纖維素上，克服了不均勻分布的現象。

技術領域

本發明屬于廢舊鋰電池回收再生領域，涉及一種從廢舊磷酸鐵鋰電池中再生制備磷酸鐵鋰的方法。

背景技術

隨著經濟發展，人們對于能源的需求越來越大，能源的不斷短缺和不可再生促進了我們對于新型能源的開發，2009年以來在國家政策得支持下，新型汽車發展迅猛，2015年，新型汽車的銷售量達到了33.11萬輛，2017年的全年銷售量達到了777萬輛，在此背景下，鋰電池的需求越來越大，根據預測，2019年，鋰電池的需求量將達到112gwh，2020年，鋰電池的需求量將達到143gwh，報廢量將大約50萬噸，大量的鋰電池的廢棄物對我國的廢棄物處理的環境保護提出來巨大的挑戰。

廢舊鋰電池中含有鎳、鈷、錳、鋰、鋁、銅和LiPF6等多種金屬，受經濟限制，回收有價金屬可以緩解我們的經濟壓力，更有效得利用有限的自然資源，其次是金屬造成的環境問題，LiPF6有強烈的腐蝕性，分解產物HF對大氣、水都產生嚴重污染，金屬離子則會在環境中積累最終進入人體，危害了動物和人類的身體健康，所以回收利用磷酸鐵鋰是極其重要的。

在當前的廢舊鋰電池的回收利用中，常規下使用大量的酸堿溶液造成對設備和環境的二次污染。CN 106684485 A“酸浸法回收處理磷酸鐵鋰正極材料的方法”使用了硫酸、硝酸、鹽酸中的兩種或兩種以上，對設備和環境造成了嚴重得污染。CN 106848473 A“一種廢舊磷酸鐵鋰電池中的鋰的選擇性回收方法”使用了氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿法除鋁，具有腐蝕性的堿性物質會造成設備的損耗和環境的污染。CN 108483418 A“一種磷酸鐵鋰廢料處理工藝”中多次使用高溫，增大了實驗過程中的能耗，公開號為CN 105742744 A的專利“一種廢舊鋰離子電池回收過程產生的含鋰廢液中提取鋰的方法”加入了碳酸錳，引入了其他元素雜質，操作復雜且耗時。CN 102956936 A“一種處理廢舊汽車動力鋰電池磷酸鐵鋰正極材料的方法”回收率較低造成資源浪費，而且不利于環境保護。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種從廢舊磷酸鐵鋰電池中再生制備磷酸鐵鋰的方法，所述方法不使用任何堿性溶液和強酸溶液，工藝過程中不會造成污染，操作簡單，綠色環保，制備得到的磷酸鐵鋰中各組分分布均勻，電化學活性高。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種從廢舊磷酸鐵鋰電池中再生制備磷酸鐵鋰的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將廢舊電池破碎拆解，分離廢舊電池中的銅粉、鋁粉和磷酸鐵鋰粉末；

(2)分析步驟(1)得到的磷酸鐵鋰粉末中鐵、磷、鋰的摩爾比，調整鋰、磷、鐵的摩爾比，加入酸以及還原劑調節溶液pH小于1，加入羧基化納米纖維素，得到混合液；

(3)去除步驟(2)中得到的混合液中的溶劑，并將得到的固體煅燒得到各組分分布均勻的磷酸鐵鋰正極材料。

本發明中，使用了羧基化的納米纖維素，在于納米纖維素提供了碳源，重要的是羧基化的納米纖維素可以有效得吸附金屬離子，使磷、鐵、鋰元素能與納米纖維素均勻分布。

作為本發發明優選的技術方案，所述分離廢舊電池中的銅粉、鋁粉和磷酸鐵鋰粉末在振動篩分和氣流分選組合設備中進行。