[發明專利]一種磷酸鐵鋰電池黑粉的回收方法

在審

• 申請號: 202211060350.8
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115369249A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 譚明亮;李長東;阮丁山;周游;鄧書媛;班伊文
• 申請（專利權）人: 廣東邦普循環科技有限公司;湖南邦普循環科技有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/02;C22B26/12;C01B25/12;C01D15/02;C21B15/00;B22F9/30;B22F1/14;H01M10/54
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 韓承志

本發明提供了一種磷酸鐵鋰電池黑粉的回收方法。所述回收方法包括以下步驟：(1)將待回收磷酸鐵鋰電池黑粉依次進行真空焙燒，得到焙燒渣以及含磷氣體，對含磷氣體進行冷凝回收；(2)將步驟(1)所述焙燒渣進行水溶浸鋰，得到氫氧化鋰浸出液和浸出渣；(3)將步驟(2)所述浸出渣進行物理分選，以分離得到鐵單質。本發明通過真空還原焙燒、選擇性水溶鋰和物理回收的方法，實現了對磷酸鐵鋰電池黑粉中的鐵、鋰、磷等有價成份全面分離回收，且可回收分離得到較純凈的單一組分，綜合回收率高，同時，回收流程簡單，不用繁瑣的除雜凈化。

技術領域

本發明屬于電池回收技術領域，涉及一種磷酸鐵鋰電池黑粉的回收方法。

背景技術

磷酸鐵鋰正極材料具有價格低廉、循環性能好、理論比容量高(170mAh/g)、熱穩定性能優越、安全可靠等優點。磷酸鐵鋰電池廣泛應用于大型電動車輛、混合動力電動車等領域。鋰離子動力電池的循環壽命一般為3～5年。隨著新能源汽車產業的迅速發展，廢舊動力電池大量報廢，勢必造成資源的巨大浪費和環境的嚴重污染。回收利用廢舊磷酸鐵鋰動力電池，對于實現我國新能源電動汽車產業的可持續發展，具有重要意義。

目前對磷酸鐵鋰電池進行回收的方法包括直接修復或者濕法選擇性浸出。

如CN113683073A，采用微波焙燒使磷酸鐵鋰重結晶，再生磷酸鐵鋰正極材料；以及CN106976852A公開了一種廢舊電池中磷酸鐵鋰材料的綠色修復再生技術，通過調整磷鐵鋰的比例，加入碳源球磨氣氛焙燒修復再生磷酸鐵鋰正極粉。上述文獻均采用了直接修復的方法，然而修復用的磷酸鐵鋰正極粉品質要求很高，正極粉中鋁含量低于0.02％；碳含量低于2％，通過大規模破碎篩分廢舊磷酸鐵鋰電池得到的電池黑粉很難達到直接修復的品質。

再如，CN110331288A公開了一種廢舊磷酸鐵鋰材料選擇性提鋰的方法，通過堿溶除鋁、氣體焙燒、選擇性溶鋰的方法提鋰；以及CN110331288A公開了一種從磷酸鐵鋰廢料選擇性提鋰的方法，磷酸鐵鋰廢料加水制漿，再加入酸，加熱升溫至40-100℃，調節體系pH值至2-4，維持該溫度和pH值范圍，反應1-10h，將反應后的漿料過濾分離，得到鋰溶液和磷鐵渣，再從鋰溶液中制備提純碳酸鋰。上述文獻中均采用了濕法選擇性浸出的方法，其中的濕法選擇性提鋰的方法工藝流程長，且會產生廢水和磷鐵廢渣，需要進一步處理。

因此，如何提升磷酸鐵鋰廢舊電池的回收率，且簡化回收方法，是亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種磷酸鐵鋰電池黑粉的回收方法。本發明通過真空還原焙燒、選擇性水溶鋰和物理回收的方法，實現了對磷酸鐵鋰電池黑粉中的鐵、鋰、磷等有價成份全面分離回收，且可回收分離得到較純凈的單一組分，綜合回收率高，同時，回收流程簡單，不用繁瑣的除雜凈化。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種磷酸鐵鋰電池黑粉的回收方法，所述回收方法包括以下步驟：

(1)將待回收磷酸鐵鋰電池黑粉依次進行真空焙燒，得到焙燒渣以及含磷氣體，對含磷氣體進行冷凝回收；

(2)將步驟(1)所述焙燒渣進行水溶浸鋰，得到氫氧化鋰浸出液和浸出渣；

(3)將步驟(2)所述浸出渣進行物理分選，以分離得到鐵單質。

本發明提供的磷酸鐵鋰電池黑粉是指正負極破碎篩分除石墨除銅鋁后的正極粉，但一般還存在一部分石墨和銅鋁混合物。其中，黑粉中石墨含量不做過多的限制，可以含量較高或較低；但黑粉中銅鋁混合物中的鋁的含量應控制在較低比例下，優選為含量在4％以下，如果鋁含量較高會影響真空還原焙燒的效果，特別的當鋁含量過高時(如≥15％)，則無法進行真空還原焙燒。