[發(fā)明專利]一種廢舊磷酸鐵鋰正極材料的回收方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010138673.9
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111370800B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林奕;萬文治;顏志雄;楊政;李萬;羅強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南雅城新材料有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B7/00;C22B26/12
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 肖云

本發(fā)明公開了一種廢舊磷酸鐵鋰正極材料的回收方法，包括以下步驟：S1、取廢舊磷酸鐵鋰正極材料經(jīng)預(yù)處理得到磷酸鐵鋰粉末，將磷酸鐵鋰粉末與固體助磨劑混合后進(jìn)行球磨得到混合粉末；S2、取所述混合粉末經(jīng)水浸出后，得到含有有價金屬離子的浸出液；其中，所述助磨劑為有機(jī)酸且所述有機(jī)酸中的酸根離子能與鐵和鋰分別形成可溶性絡(luò)合物。本發(fā)明方案可以較好地解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的酸堿用量過多、含鹽廢水產(chǎn)量過大、易產(chǎn)生二次污染等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種廢舊磷酸鐵鋰正極材料的回收方法。

背景技術(shù)

磷酸鐵鋰電池由于具有環(huán)境友好、價格便宜、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于便攜式電池、電動汽車等領(lǐng)域。然而，在磷酸鐵鋰電池達(dá)到預(yù)期壽命后，市場上則會產(chǎn)生大量廢舊磷酸鐵鋰電池，若不對這些廢舊的磷酸鐵磷電池加以回收處理，不僅會造成鋰、磷、鐵資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，還將引起十分嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

目前，廢舊磷酸鐵磷電池的回收方法可分為兩類：修復(fù)改造法和濕法冶金法。修復(fù)改造法是指對報(bào)廢的磷酸鐵鋰正極材料進(jìn)行熱處理以獲得再生的正極材料，其工藝簡單、環(huán)保，但報(bào)廢的磷酸鐵鋰正極材料已經(jīng)過上千次充放電循環(huán)，修復(fù)后的電化學(xué)性能并不理想，并且修復(fù)改造法僅適用于回收雜質(zhì)含量較低的磷酸鐵鋰正極材料。濕法冶金法是指利用硫酸、鹽酸、硝磷酸等酸性溶液來溶解正極材料得到酸性浸出液，之后分離提純浸出液中的不同元素(磷、鐵、鋰)。該方法雖然可適用于回收各種磷酸鐵鋰正極材料，然而，該法容易造成較嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，一方面使用硫酸、鹽酸、硝酸等浸出酸時，容易產(chǎn)生SO₃、Cl₂、NO_x等有毒氣體；另一方面，由于具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰擁有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，現(xiàn)有技術(shù)需要添加過量的、高濃度的(2M～6M)強(qiáng)酸，才能充分浸出正極材料中的金屬元素，這導(dǎo)致后續(xù)的提純分離過程需要使用大量的堿性物質(zhì)來中和酸性浸出液，有毒氣體的產(chǎn)生、過量酸堿溶液的使用和大量含鹽廢水的產(chǎn)生極易對環(huán)境造成二次污染。

基于此，有必要尋找一種不會產(chǎn)生有毒氣體、酸堿用量少且簡單有效的方法來回收磷酸鐵鋰正極材料中的鋰、磷、鐵等有效成分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種廢舊磷酸鐵鋰正極材料的回收方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對磷酸鐵鋰的回收利用，且不會產(chǎn)生有毒氣體。利用球磨過程中剪切、沖擊、擠壓等機(jī)械力所產(chǎn)生的能量將磷酸鐵鋰的晶體結(jié)構(gòu)破壞，再利用混合均勻的固體助磨劑與磷酸鐵鋰反應(yīng)形成易溶于水的絡(luò)合物。以助磨劑檸檬酸(H₃Cit)為例，球磨過程中檸檬酸與磷酸鐵鋰發(fā)生如下反應(yīng)(3LiFePO₄+3H₃Cit→Fe₃(Cit)₂+Li₃Cit+3H₃PO₄)，形成易溶于水的檸檬酸鐵和檸檬酸鋰，能夠在不產(chǎn)生有毒氣體的前提下，實(shí)現(xiàn)磷、鐵、鋰元素的浸出。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，包括以下步驟：

S1、取廢舊磷酸鐵鋰正極材料經(jīng)預(yù)處理得到磷酸鐵鋰粉末，將磷酸鐵鋰粉末與固體助磨劑混合后進(jìn)行球磨得到混合粉末；

S2、取所述混合粉末經(jīng)水浸出后，得到浸出液；

S3、從所述浸出液中回收Fe、P和/或Li；

其中，所述助磨劑為有機(jī)酸且所述有機(jī)酸中的酸根離子能與鐵和鋰分別形成可溶性絡(luò)合物。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，至少具有如下有益效果：