[發明專利]一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料的回收方法

在審

• 申請號: 202010623649.4
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111924815A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 孔令涌;徐浩
• 申請（專利權）人: 曲靖市華祥科技有限公司
• 主分類號: C01B25/37
• 分類號: C01B25/37;H01M10/0525;H01M10/54
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強

本發明提供了一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料的回收方法，包括：(1)從廢舊磷酸鐵鋰電池拆解得到的正極片除去粘結劑后，分離出集流體，得到廢舊正極材料；將廢舊正極材料采用硝酸溶解，經過濾，得到第一濾液；(2)將第一濾液在50?90℃加熱1?4h，以將第一濾液中的亞鐵離子完全氧化，再加入氨水調節體系pH至1?2，并在60?90℃繼續加熱1?4h，經過濾得到第一濾渣和含鋰濾液；采用剪切乳化泵對第一濾渣進行多次洗滌，得到高純磷酸鐵。該方法在對第一濾液的直接加熱時就可將亞鐵離子完全氧化而無需再加入氧化劑，進而再轉變成高純磷酸鐵。該方法操作簡單，成本低廉，環境友好。

技術領域

本發明涉及廢舊電池的回收技術領域，具體涉及一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料的回收方法。

背景技術

以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池被大量用作電動汽車等電動工具的動力電池，隨之而來的廢舊磷酸鐵鋰電池的數量也越來越多。因此，對廢舊磷酸鐵鋰電池進行有效回收處理及再利用具有經濟價值和社會效益雙重意義。

現有廢舊磷酸鐵鋰正極材料的回收方法，通常是先將廢舊磷酸鐵鋰正極材料加酸溶解，再加入氧化劑來氧化溶液中的亞鐵離子制備磷酸鐵，但通常存在氧化劑的用量較大、亞鐵離子氧化不完全及制得的磷酸鐵純度較低等問題。

發明內容

鑒于此，本發明旨在提供一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料的回收方法，以解決現有技術中對廢舊磷酸鐵鋰正極材料中鐵、磷元素的回收效果不好的問題。

具體地，本發明提供了一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料的回收利用方法，包括以下步驟：

(1)從廢舊磷酸鐵鋰電池拆解得到正極片，加入有機溶劑溶解掉粘結劑后，分離出集流體，收集得到廢舊正極材料；將所述廢舊正極材料采用硝酸溶解，經過濾，得到第一濾液；

(2)將所述第一濾液在50-90℃下加熱1-4h，以將所述第一濾液中的亞鐵離子完全氧化，之后加入氨水調節體系pH至1-2，并在60-90℃下繼續加熱1-4h，經過濾得到第一濾渣和含鋰濾液；采用剪切乳化泵對所述第一濾渣進行多次洗滌，得到高純磷酸鐵。

其中，步驟(1)中，所述有機溶劑可以包括N-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃、二甲基亞砜和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一種，但不限于此。

步驟(1)中，通過硝酸溶解后，廢舊正極材料中的磷、鐵、鋰元素可以離子態存在于所述第一濾液中，其中所述第一濾液中含有H⁺、NO₃^-、Fe²⁺、Fe³⁺、PO₄^3-、Li⁺。其中，采用硝酸溶解廢舊正極材料，可不必像硫酸或鹽酸等溶解引入難去除的硫酸根、氯離子等，且硝酸溶解產生的硝酸根后續可轉變為硝酸再利用。

可選地，步驟(1)中，所用硝酸的質量濃度為10％-30％?？蛇x地，所述第一濾液的pH小于0.9，例如在0.8以下。

步驟(2)中，對所述第一濾液進行加熱，可以在不額外加入氧化劑的情況下，使所述第一濾液發生自氧化，具體是通過加快硝酸根在酸性條件下氧化亞鐵離子的反應速率，使亞鐵離子全部轉換成三價鐵離子，使鐵元素后續全部轉變為磷酸鐵沉淀。其中，所述第一濾液的加熱溫度可以55、60、65、70、75、80、85或90℃?？蛇x地，所述第一濾液的加熱溫度為60-80℃。所述第一濾液的加熱時間可以為1-3h、2-4h或1-2h。

可選地，在對所述第一濾液進行加熱時，還包括：對所述加熱過程中產生的氮氧化物氣體進行水吸收，得到循環硝酸。這樣可以實現溶解用硝酸的循環利用。