[發明專利]一種磷酸鐵鋰電池正極片邊角料的回收再生方法

有效

• 申請號: 202011070775.8
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112658000B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 曹元成;趙玉振;肖益帆
• 申請（專利權）人: 武漢瑞科美新能源有限責任公司
• 主分類號: B09B3/35
• 分類號: B09B3/35;B09B3/40;B09B3/30;B09B5/00;H01M10/54;B09B101/16
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

本發明提供了一種磷酸鐵鋰電池正極片邊角料的回收再生方法。該方法包括以下步驟：先將邊角料破碎成粗顆粒，然后在惰性氣氛下對粗顆粒進行煅燒，待物料冷卻后將其破碎成細碎物料，并通過氣流分級和干粉除鐵過程脫除雜質，得到磷酸鐵鋰廢粉；再將磷酸鐵鋰廢粉在惰性氣氛下煅燒，待物料冷卻后經氣流粉碎得到磷酸鐵鋰細粉，經二次除雜和篩分除鐵后，即得到磷酸鐵鋰正極材料。通過上述方式，本發明能夠利用各步驟間的協同作用，降低煅燒過程所需的溫度和時間，并有效脫除磷酸鐵鋰中的雜質，從而以最簡單的步驟、最低的能耗和安全環保的生產方式實現對磷酸鐵鋰電池正極片邊角料的回收再生，得到性能優異的磷酸鐵鋰正極材料，以滿足實際應用的需求。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池廢棄物回收技術領域，尤其涉及一種磷酸鐵鋰電池正極片邊角料的回收再生方法。

背景技術

磷酸鐵鋰為橄欖石結構，其理論比容量為170mAh/g，循環次數可達2000次以上，且性能穩定、安全環保、價格便宜，因而在新能源汽車和儲能電池等領域應用十分廣泛。近年來，磷酸鐵鋰的廣泛應用使其產量大幅上升，但是，在磷酸鐵鋰電池生產過程中，不論是涂布還是極片沖切過程，均會產生廢棄的邊角料。如果不能對這些邊角料進行有效的回收利用，將造成資源的嚴重浪費。

目前，一般采用酸溶、堿溶或者NMP浸泡的方式對邊角料進行回收處理，其產物通常為Li₂CO₃和FePO₄等，需要以此作為原材料進一步生產磷酸鐵鋰正極材料。整個工藝流程復雜、工序繁多、人工能耗較高，整體生產成本較高，且這些工藝會涉及到酸、堿或者NMP，存在較大的安全環保風險。

例如，公開號為CN105895854A的專利提供了一種鋰離子電池正極邊角料的回收方法，該專利通過將邊角料充分粉碎后，置于450～650℃下進行煅燒，并在煅燒后進行篩分除鋁，然后利用堿性溶液進行洗滌，再進行過濾、洗滌、干燥后即得到正極材料。在這一過程中，盡管其堿性溶液可以反復使用，但經堿洗后得到的底部漿料在洗滌過程中依然會產生大量堿性廢液，對環境危害較大。因此，如何在不使用酸、堿、NMP的條件下安全環保地實現對邊角料的回收再生，是當前的研究重點。

公開號為CN110752415A的專利提供了一種退役磷酸鐵鋰電池正極材料分選利用的工藝，該專利通過將正極材料剪切后進行煅燒，經篩分除鋁后，再進行氧化焙燒，此后依次進行配料、球磨、干燥、還原再生、氣流破碎和篩分除鐵，最終得到磷酸鐵鋰產品。在這一過程中，雖然沒有使用酸堿溶液，但其工序過于復雜，進行了三次煅燒，且氧化焙燒和還原再生過程的燒結溫度高、時間長，整體能耗非常高，難以滿足實際應用的需求。

有鑒于此，有必要設計一種能夠在低能耗、無污染的條件下對磷酸鐵鋰電池正極片邊角料進行回收再生的方法，以解決上述問題。

發明內容

針對上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種磷酸鐵鋰電池正極片邊角料的回收再生方法。通過合理設計多級破碎、煅燒和除雜過程，在不使用酸、堿及有毒溶劑的條件下，以較低的能耗將磷酸鐵鋰電池正極片邊角料被直接回收再生為磷酸鐵鋰正極材料，以滿足實際應用的需求。

為實現上述發明目的，本發明提供了一種磷酸鐵鋰電池正極片邊角料的回收再生方法，包括如下步驟：

S1、粗碎：將待回收的邊角料破碎成1～10mm的粗顆粒；

S2、一燒：在惰性氣氛下對所述粗顆粒進行第一次煅燒，冷卻至預定溫度后，得到一燒物料；

S3、細碎：將所述一燒物料破碎成D₅₀為2～150μm的粉末，得到細碎物料；

S4、一次除雜：對所述細碎物料進行氣流分級，篩除其中的鋁；再依次進行篩分和干粉除鐵，得到磷酸鐵鋰廢粉；

S5、二燒：在惰性氣氛下對所述磷酸鐵鋰廢粉進行第二次煅燒，冷卻至預定溫度后，得到二燒物料；