[发明专利]一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺

说明书

本发明公开了一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，属于新能源技术领域，一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，包括以下步骤，废旧锂电池拆解，正极材料球磨，原料粉末混合，混料脱水，焙烧与熔融浸渍，预料干式研磨，将得到的磷酸铁锂预料放入磨机中，进行一定时间的干式研磨，得到磷酸铁锂材料，可以实现利用碳基葡萄糖对磷酸铁锂材料进行碳包覆，提高锂离子在两相之间的扩散系数，增大磷酸铁锂正极材料的放电容量，从而提高回收后的磷酸铁锂材料的质量，同时通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，使磷酸铁锂焙烧过程中的保护性气体循环使用，降低磷酸铁锂再生回收的成本消耗。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，更具体地说，涉及一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺。

背景技术

磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电（5小时率）使用，可达到2000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就1-1.5年时间，而磷酸铁锂电池在同样条件下使用，理论寿命将达到7-8年。综合考虑，性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C，而铅酸电池无此性能。

现有的磷酸铁锂的来源主要有两类，一类来源于自然界的磷铁锂矿，但是自然生成的邻铁锂矿其中磷酸铁锂的含量不高，并且由于杂质的影响其电化学性能也一般；还有一种来源就是人工合成的磷酸铁锂材料，应用于新能源技术的磷酸铁锂材料主要是人工合成的磷酸铁锂材料，人工合成的方法根据反应介质可以分为固相合成和液相合成两种。固相合成需要较高的温度，而且需要在Ar，N2或其他惰性气体气保护的环境下反应，合成成本较高，液相合成的方法也要使用煅烧，合成成本较高，通过废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收可以减少磷酸铁锂的原料成本，但在制备过程中的焙烧工序需要消耗大量燃料，增加了磷酸铁锂的再生成本，且燃烧过程中使用的保护性气体，在焙烧完成后直接排出，也造成了大量保护性气体的浪费，同时由于磷酸铁锂自身的离子电子传导率低，且锂离子在两相之间的扩散系数也较低，造成了材料中锂离子脱嵌的可逆性较差，影响回收后的磷酸亚铁材料的质量。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，它可以实现利用碳基葡萄糖对磷酸铁锂材料进行碳包覆，提高锂离子在两相之间的扩散系数，增大磷酸铁锂正极材料的放电容量，从而提高回收后的磷酸铁锂材料的质量，同时通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，使磷酸铁锂焙烧过程中的保护性气体循环使用，降低磷酸铁锂再生回收的成本消耗。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，包括以下步骤：

步骤一，废旧锂电池拆解，将收集的废旧磷酸铁锂电池拆解，取出正极片，将正极材料与正极片分离；

步骤二，正极材料球磨，将得到的正极材料放置于球磨机内球磨，得到磷铁原料粉末；

步骤三，原料粉末混合，将球磨得到的粉末与导电碳源相混合，并使用搅拌设备进行充分搅拌；

步骤四，混料脱水，将所得到的混合物放置于脱水设备中，在惰性气体保护下，进行长时间脱水；

步骤五，焙烧与熔融浸渍，将脱水后得到的物料，通入焙烧覆碳同步炉内，焙烧并使用焙烧与熔融浸渍法处理，制备得到磷酸铁锂预料；