[发明专利]废旧磷酸铁锂电池的回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池的回收方法。

背景技术

锂离子电池由于能量密度高、质量轻、寿命长且无记忆效应，被广泛用于现代电子设备中。随着经济的高速发展和电器小型化的趋势，其发展前景广阔。能源枯竭，环境污染，已经成为当前社会不得不面对并急需解决的问题，因此，电动车和混合电动车得到越来越多国家的重视。

作为动力源，现在还没有任何一种电池能与石油相提并论，动力电池已成为限制电动车和混合电动车发展的瓶颈。目前，由于VRLA电池和Ni-MH电池的比能量较低，而质子交换膜燃料电池实现真正意义的商品化为时尚早，这样，锂离子电池以其工作电压高、比能量和比功率高、循环寿命长和环境污染小而成为动力电池的研发热点。

对于动力锂离子电池，其性能很大程度上取决于正极材料的性能，高性能正极材料的研究一直是动力锂离子电池研究的焦点。在商业化的锂离子电池中，采用最多的正极材料就是LiCoO₂，但LiCoO₂价格昂贵，对环境不够友好，并且安全性较差，因此各国科研人员一刻也没有停止研究开发新型正极材料。LiFePO₄以其原料来源丰富、环境友好、放电电压平稳、具有良好的热稳定性和优良的循环特性而成为研究热点，并成为动力锂离子电池理想的正极材料。2010年我国锂离子电池的产量已达26.8亿只，预计，随着电动车和混合电动车的发展，到2020年锂离子电池的产量将翻两番。这样废旧锂离子电池的回收势必引起人们的极大关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低的电池的回收方法，特别是一种废旧磷酸铁锂电池的回收方法。

废旧磷酸铁锂电池的回收方法如下：

一、将废旧磷酸铁锂电池除去残余电量，取出电池的电芯粉碎成电芯碎片，将电芯碎片用氢氧化钠溶液浸泡并进行搅拌，搅拌的同时进行超声波振荡，然后过滤、洗涤、干燥和振动筛分，筛上得到的纯净的铝、纯净的铜与隔膜，其中铝和铜通过熔炼进行回收，筛下得到混合粉体；

二、将混合粉体用酸溶液清洗1～3min，然后干燥；

三、将经过步骤二处理的混合粉体在150℃～450℃温度条件下热处理2h～8h；

四、检测经过步骤三处理的混合粉体，根据锂、铁、磷和碳的含量，通过添加铁源化合物、锂源化合物、磷源化合物和碳源化合物，调节锂、铁、锂、磷和碳的摩尔比为1.05∶1∶1∶(0.5～1.5)，然后球磨、干燥，得混合物；

五、将混合物在惰性气体保护、600℃～900℃的条件下煅烧5h～12h，得到磷酸铁锂正极材料；

步骤一中所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L～0.5mol/L；

步骤二中所述的酸溶液是浓度为0.5mol/L～2mol/L硫酸、浓度为1mol/L～4mol/L的盐酸或者由浓度为0.5mol/L～2mol/L的硫酸和浓度为1mol/L～4mol/L的盐酸按任意比组成的混酸；

步骤四中所述的铁源化合物是FeC₂O₄、Fe(NO₃)₃、FePO₄及Fe₂O₃中的一种或几种的组合；

步骤四中所述的锂源化合物是LiOH·H₂O、Li₂CO₃及LiCH₃COO·H₂O中的一种或几种的组合；

步骤四中所述的磷源化合物是NH₄H₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄、(NH₄)₃PO₄及P₂O₅中的一种或几种的组合；

步骤四中所述的碳源是蔗糖、葡萄糖、乳糖、麦芽糖及碳纳米管中的一种或几种的组合；

步骤五中所述惰性气体为氩气或氩氢混合气，氩氢混合气中氢气占氩氢混合气总体积的5％～50％。

本发明提供的高效回收废旧磷酸铁锂电池的方法，实现了废旧磷酸铁锂电池的综合回收，再回收处理过程中没有造成二次污染；经处理所得磷酸铁锂正极回收料具有较好的电化学性能，同时实现了铝、铜箔基体的回收；该方法工艺简单、生产成本低、见效快。

附图说明