[發明專利]一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極片的真空分離方法

有效

• 申請號: 201910377619.7
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110148801B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 廖貽鵬;周玉琳;易鵬飛;唐亦秋;林文軍;王勇
• 申請（專利權）人: 株洲冶煉集團股份有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極片的真空分離方法，將廢舊磷酸鐵鋰電池正極片剪切成松散狀，再將松散狀的廢極片放入真空爐中進行真空焙燒，溫度為350?450℃時保溫1?6小時，然后將煅燒后的廢極片分批放入振動篩，同時加入不同粒徑的鋼球，進行振打篩分，振動篩上面得到鋁箔，下面為磷酸鐵鋰廢粉。本發明減少了振打篩分過程中鋁箔碎裂而進入磷酸鐵鋰廢粉中，同時使鋰得到活化，為磷酸鐵鋰火法直接修復回收打下了基礎。

技術領域

本發明涉及磷酸鐵鋰電池廢舊正極片回收利用領域，特別涉及一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極片的真空分離方法。

背景技術

聚陰離子材料磷酸鐵鋰（LiFePO₄，常簡寫為LFP）具有安全、環保、穩定性好、比容量高、價格便宜等優點，特別是其穩定的結構和安全的性能適用于電動汽車等所需的大型動力源，被認為是動力電池、電動工具和儲能電池中重要的候選正極材料，得到了廣泛的應用。因此，磷酸鐵鋰電池的市場潛力是十分巨大的。

隨著動力電池制備過程中上游材料價格的飛漲，行業將目光轉向廢舊動力電池這座“無形的礦山”上。據預測，到2020年我國將產生25億只，約52萬噸廢舊新能源動力電池，廢舊動力電池將至少可以提供50%的原料供應。同時，新能源動力電池作為廢棄電子產品已被每個國家定為危險廢品，電池各個部分具有潛在危害，如果處理不當，它會對環境和人類健康造成系列傷害。因此，不管是從經濟上還是環保上來說，都必須開展新能源動力電池資源綜合利用工作。因此，對以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池（以下簡稱為磷酸鐵鋰電池）進行回收將變得尤為重要。

CN201510372381.0公布了一種磷酸鐵鋰電池中回收電池級磷酸鐵及利用廢舊磷酸鐵鋰電池制備磷酸鐵鋰正極材料的方法，將磷酸鐵鋰正極材料粉碎熱處理，加酸浸出和加堿調節pH進行磷酸鐵的回收，接著加堿、碳酸鈉制備碳酸鋰，最后磷酸鐵、碳酸鈉和碳粉還煅燒得到磷酸鐵鋰正極材料。

CN 103280610 A公布了一種磷酸鐵鋰正極材料的綜合回收方法與流程，磷酸鐵鋰正極先用過量的堿液將鋁箔溶解，過濾后濾渣在溫度為50℃的酸中浸12小時實現鋰、鐵的分離，濾液調節pH后加入碳酸鈉后沉淀得到碳酸鋰，鐵的不溶渣加入過量酸溶解后加入大量堿液調節pH并生成氫氧化鐵。

CN 105244564 A公布了一種磷酸鐵鋰動力電池的回收利用方法，包括：將磷酸鐵鋰動力電池放電、拆解后分離出正負極片、隔膜和外殼，直接回收隔膜和外殼；負極片粉碎后經超聲、攪拌處理，過濾后回收銅片。正極片粉碎過篩后使用有機酸液進行浸出反應，過濾后實現含鋰、鋁溶液與有機酸鐵鹽、炭黑、粘結劑等濾渣分離；向濾液中加入堿液，得Al(OH)₃沉淀并與含鋰溶液分離；將所得含鋰溶液處理后可回收鋰；沉鋰后的溶液通過結晶步驟得到有機酸鈉鹽產品。

專利 CN200710076890.4 （一種磷酸鐵鋰電池正極廢片的綜合回收方法）、專利CN200710077245.4（一種磷酸鐵鋰正極廢料的再生方法）、專利CN10138441A（一種磷酸鐵鋰電池正極廢片的綜合回收方法）專利CN10394015A（一種磷酸鐵鋰正極廢料的再生方法）、專利200710129898.2（一種鋰離子電池廢料中磷酸鐵鋰正極材料的回收方法）、專利CN101359756A（一種鋰離子電池廢料中磷酸鐵鋰正極材料的回收方法）是將生產中收集到的正極廢片或廢粉等進行破碎，然后熱處理除去大部分的導電劑和粘結劑等簡單處理，得到的正極材料經研磨制得磷酸鐵鋰正極回收料。上述6篇專利回收為全火法回收。

目前，已發表的磷酸鐵鋰電池回收技術研究大多數的方法是火法冶金煅燒再生和濕法冶金回收有價金屬。其中火法煅燒再生的正極材料由于其含有其他雜質元素如Al含量過高，使得再生的鋰離子電池性能不佳。因此對后期的濕法冶金的處理方法在選擇使用過量強酸完全浸出電池中的離子時，要增加一套除鋁工序，且Al難以完全除盡，雖然其Li的浸出率較高，但是后期需要大量的堿液去中和前期過量的酸液所以造成了工藝路線復雜，并加大了成本；但對于火法直接修復工藝來說，因Al含量過高，修復后的磷酸鐵鋰產品完全達不到磷酸鐵鋰產品的國標的要求。