[发明专利]一种磷酸铁锂材料的回收修复方法

说明书

本发明公开了一种磷酸铁锂材料的回收修复方法。本发明以电池生产过程中的正极边角料、不良品电池拆解后得到的正极片和/或废旧电池回收拆解后得到的正极片为原料，经过加热保温，将集流体铝箔分离后得到回收的磷酸铁锂材料，再通过添加元素源的方式修复磷酸铁锂材料。本发明方法通过添加比化学计量比更多的元素，使再合成修复反应充分进行，回收修复后的磷酸铁锂材料为纯物相磷酸铁锂材料，可以达到普通商业化磷酸铁锂材料水平。本发明包括了电池生产过程及回收阶段的磷酸铁锂，具有可实现闭式循环的优点。

技术领域

本发明属锂离子电池材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种锂离子电池中磷酸铁锂材料的回收修复方法。

背景技术

在电池生产过程中，会出现约1％的电极涂布、裁片工艺的边角料，而目前，工厂的边角料只能以一般废品的形式处理，造成了极大的资源浪费。同时，在电池化成过程中出现3％的不良品，往往没有进行有效的回收处理。

据中国电子节能技术协会电池专业委员会及中国电池联盟的统计数据，2016年全球动力电池需求量41.6GWh，LFP、NCA、NCM和LMO四大主要类型的动力锂离子电池的需求量分别为23.9GWh、5.5GWh、10.5GWh和1.7GWh，其中LFP铁锂电池占据了57.4％的市场。随着锂离子电池寿命的终止，在不久的将来，废旧锂离子电池将会呈现爆发式增长，因此，磷酸铁锂材料回收修复再利用技术具有重要意义。

目前，电极材料的回收主要以湿法回收为主，具有回收流程长等缺点，经济效益有限，不利于推广应用。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有电极材料回收中存在的回收流程长等缺陷，提供一种磷酸铁锂材料的回收修复方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种磷酸铁锂材料的回收修复方法，其包括如下步骤：

以电池生产过程中的正极边角料和/或不良品电池拆解后得到的正极片为原料，在加热炉中进行分步加热：先由室温升温至80～100℃，保温1～1.5h后，再升温至370～450℃，保温1～2h，剥离所得材料上的集流体铝箔，得到回收修复后的磷酸铁锂材料。

其中，电池生产过程中的正极边角料可以是涂布、裁片等过程中产生的边角料；不良品电池拆解后得到的正极片可以是电池生产过程中化成工艺所产生的不良品电池拆解后得到的正极片。

作为本发明磷酸铁锂材料的回收修复方法的一种改进，所述分步加热是在惰性气体保护下、空气或真空中进行，先由室温升温至90℃，保温1h后，再升温至400℃，保温1.5h，所述升温的速度为5℃/min。

作为本发明磷酸铁锂材料的回收修复方法的一种改进，所述加热炉带有气体收集装置，用于收集回收加热保温过程中释放的气体，并消除气体毒性。消除气体毒性可通过0.5～1.5mol/L的氢氧化钠溶液完成。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了另一种磷酸铁锂材料的回收修复方法，其包括如下步骤：

(1)以废旧电池回收拆解后得到的正极片为原料，在加热炉中进行分步加热：先由室温升温至80～100℃，保温1～1.5h后，再升温至370～450℃，保温1～2h，剥离正极片的集流体铝箔后得到回收物料；

(2)将步骤(1)所得回收物料烘干并研磨均匀，测试其中各元素的含量，根据测试结果补充相应的锂源、铁源或/和磷源，使所得物料中锂:铁:磷的摩尔比为(1～1.05):1:1；

(3)在步骤(2)所述物料中再次加入锂源、铁源和磷源，使所述物料中的磷酸铁锂与所述再次加入的锂源、铁源和磷源所生成的磷酸铁锂产物的摩尔比为1:(0～1.5)，得到混合物料；

(4)将步骤(3)所述混合物料高温焙烧后冷却，得到回收修复后的磷酸铁锂材料。