[發明專利]一種廢舊磷酸鐵鋰電池的處理方法

有效

• 申請號: 202010729534.3
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111653846B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 張佳峰;鄒景田;歐星;李鵬飛;張寶
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M4/58;C01B25/45
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 李瓊芳;肖小龍

本發明屬于廢舊鋰離子電池回收技術領域，具體涉及一種廢舊磷酸鐵鋰電池的處理方法。該方法將分離廢舊電池得到的磷酸鐵鋰粉末放入水中，并向水中加入超聲波進行強化反應，即可得到鋰離子溶液以及磷酸鐵沉淀。鋰離子溶液中添加碳酸鹽使其生成碳酸鋰沉淀，將碳酸鋰和磷酸鐵混合焙燒，再生為磷酸鐵鋰正極材料。本發明提供的方法，不僅有效地防止了廢舊磷酸鐵鋰電池所產生的環境污染，還可以將其中的廢舊材料完全回收，且高效再生成為磷酸鐵鋰正極材料，投入使用。

技術領域

本發明涉及廢舊鋰離子電池回收領域，特別涉及一種利用超聲波輔助處理廢舊磷酸鐵鋰電池的方法。

背景技術

目前企業對于廢舊磷酸鐵鋰電池的回收流程復雜，工藝繁瑣。加之回收廢舊磷酸鐵鋰電池的經濟效益較低，只有少部分企業進行相關的回收。所以需要一種簡單且能夠提高經濟效益的處理方法，將其中有價金屬進行回收再生，不僅可以減少其對于環境造成的威脅，還可以將廢舊資源有效的利用。

對于廢舊鋰離子電池的處理，目前電池企業處理廢舊磷酸鐵鋰電池的方法，首先通過預處理得到磷酸鐵鋰粉末，接著通過熱處理得到磷酸鐵鋰焙料，再經過酸浸、洗滌、除雜、沉鋰等步驟得到電池級碳酸鋰。該方法步驟冗長，會產生大量廢棄物，對于環境具有較大的危害。

現有處理廢舊磷酸鐵鋰電池的工藝存在如下問題：處理流程復雜、工藝操作繁瑣；經濟效益較為有限；廢舊磷酸鐵鋰回收后的磷元素和鐵元素很難有效利用。目前急需一種方法來解決以上問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種工藝流程簡單、易于實施的廢舊磷酸鐵鋰電池的處理方法。

本發明的解決方案是這樣實現的：利用超聲波的空化效應，用水浸出磷酸鐵鋰粉末。

具體來說，一種廢舊磷酸鐵鋰電池的處理方法，包括以下步驟：將廢舊磷酸鐵鋰電池進行放電、拆解、分離等預處理，再將分離后后的磷酸鐵鋰粉末放入水中，攪拌，利用超聲波進行強化處理，反應一定時間后固液分離，得到過濾后的鋰離子溶液以及磷酸鐵沉淀；在鋰離子溶液中加入碳酸鹽得到碳酸鋰，將碳酸鋰和磷酸鐵混合焙燒得到再生磷酸鐵鋰材料。

進一步的，在所述水中添加氧化劑。所述氧化劑為過氧化氫、過硫酸鹽、次氯酸鹽中的一種或兩種以上。

進一步的，所述超聲波的功率為50W~500W，優選為100W~150W；利用超聲波強化處理的時間為20~120分鐘，優選為30~60分鐘。

進一步的，利用超聲波強化處理的溫度為20~90℃。

進一步的，水與磷酸鐵鋰粉末的液固比為5~10。

本發明的原理如下：超聲波作用在水中，會產生較強的空化效應，導致持續產生大量的·OH自由基和H·自由基，其中的·OH具有極強的氧化性，從而將磷酸鐵鋰中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺，形成FePO₄沉淀。

根據本發明提供的一種超聲波輔助處理廢舊磷酸鐵鋰鋰離子電池并再生的方法，具有以下有益效果：

（1）本發明方法處理廢舊磷酸鐵鋰鋰離子電池流程簡單，操作簡便，大大降低了回收處理成本，帶來較大的經濟利益；

（2）本發明方法處理后的材料都可以被用于再生新的磷酸鐵鋰正極材料，減少了環境污染，節省了資源；

（3）本發明方法通過采用超聲波輔助處理廢舊磷酸鐵鋰鋰離子電池并再生的方法，該處理過程中反應速度快，反應時間大大縮短，且處理后的固液混合物易于分離。

附圖說明

圖1示出本發明提供的一種超聲波輔助處理廢舊磷酸鐵鋰電池的流程圖。

具體實施方式