[发明专利]从废旧锂电池中回收磷酸铁锂的方法

说明书

技术领域

本发明属于电极材料的无害化处理和循环再利用技术领域，具体涉及一种从废旧锂电池中回收磷酸铁锂的方法。

背景技术

锂离子电池由于具有良好的电化学性能好，如比能量高、电压平台高、循环寿命长、倍率性能好、自放电小、无记忆效应等，远远优于铅酸、Ni-Cd,Ni-MH电池；而且其绿色环保，被广泛地应用于各种电子产品领域，随着3C电子产品、各种电动工具等呈现爆发式发展，人们对二次电池的需求急剧增加。因此，每年会产生大量的废旧锂电池。

我国长期以来对废弃电池的处理不够重视，废弃电池的回收没有实行，回收率不到2％，几乎所有的废弃电池不经处理就直接随生活垃圾排放到环境中。用于废弃屯池回收方面的科研经费很少，在技术、经济方面的回收工艺很不成熟。废弃电池中的镍、镉、铅、锌等各种重金属对环境严重造成二次污染，危害人体健康。同时，废弃的锂离子电池中有很多可以回收利用的物质：如塑料或电解液、金属外壳、电解质盐类以及其中的正负极电极均具有可回收利用价值，可以说废旧电池浑身是宝，只要加以回收利用就将会为社会带来极大财富。

同时，近年来为了缓解能源与环境问题，世界各国都在大力推行高效清洁的电动汽车，随着电动汽车产业的发展，磷酸铁锂电池以其成本低而且安全性能好等特点，已开始被大量应用于电动工具以及电动车的动力电池。因此，废旧磷酸铁锂电池的数量也将逐年增加。对于报废的或已经梯次利用过的废旧动力电池，已不具有使用价值，这些电池如果不处理或处理不好，不但会污染环境，而且还会造成资源浪费，因此，为了回收再利用材料、节约成本并保护环境，回收磷酸铁锂废料变得很有必要。

目前我国现有的废旧锂离子电池回收技术虽然较多，但这些设备及工艺只适用于含有Co、Ni等稀贵金属的数码锂离子电池(LiCoO2型、三元型)，即先将正极材料酸溶形成Co²⁺、Li⁺等，再用萃取法或化学沉淀法或电解法回收CoSO₄,Li₂C03,CoC₂O₄,Co(OH)₂、金属Co等。但这些方法存在的问题包括:1)大量使用有机溶剂如有机酸、萃取剂等，对环境会造成二次污染；2)工艺复杂，对设备的要求高；3)附加值低、成本高。因此，使得这些技术不适用于回收处理不含稀贵金属的废旧锂离子动力电池如LiFePO₄型、LiMn₂O₄型等。

随着技术的发展，当前也出现了针对不含稀贵金属的废旧锂离子电池的回收方法，如针对磷酸铁锂废旧锂离子电池的回收方法，如在CN 104903475A中公开了一种从旧原电池的含有磷酸铁锂的级分中湿法冶金回收锂的方法，其磷酸铁锂导入硫酸或盐酸溶液中，并在25-70℃的温度下添加过氧化氢，从而获得硫酸锂/氯化锂和氢氧化锂。在CN 104609385A中也公开了一种废旧磷酸铁铿电池正极材料回收制备磷酸铁锰铿的方法，其是先于450～600℃热熔铝，将分离的磷酸铁锰锂进行酸溶，获得含锂离子的溶液，然后根据磷酸铁锰锂中元素的比，额外添加锰源和磷源后进行沉淀、烧结，获得磷酸铁锰锂材料。

由上述现有的对磷酸铁锂电池的回收方法看，目前对磷酸铁锂的回收工艺主要有湿法冶金和火法两种处理方法。目前主要被采用的湿法冶金的方式对其中的锂、铁等金属进行回收再利用，虽然操作工艺简单，易于产业化等特点被很多学者展开相关研究，但该工艺不能对废旧磷酸铁锂进行全组分回收，而且沉淀除铁时易造成锂的夹带损失，回收效率低。火法回收方法中去除正极的粘结剂、炭黑或负极的石墨，能耗较高。因此，需要寻找高效且环境友好的处理工艺对废锂电池中的磷酸铁锂进行回收。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种从废旧锂电池中回收磷酸铁锂的方法，以解决现有磷酸铁锂回收效率低，能耗高，对环境友好性差的技术问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

将废旧磷酸铁锂电池拆解处理，获得正极片；

将所述正极片置于有机溶剂与水的混合溶液中，另对混合溶液施加超声波进行超声处理，后除去集流体，并将经超声处理后的混合溶液进行固液分离，收集膏体；

将所述膏体经过洗涤、干燥、球磨处理后进行煅烧处理，获得磷酸铁锂粉体。