[发明专利]一种磷酸铁锂正极片低能耗和低Al含量的回收方法

说明书

本发明提供了一种磷酸铁锂正极片低能耗和低Al含量的回收方法。该方法首先将待回收正极片用破碎机破碎成粗颗粒，得到粒度为1～15mm的一碎物料；再将一碎物料用在惰性气氛中升温至350～500℃，保温0.5～2h，然后冷却出炉，得到煅烧物料；然后将煅烧物料用粉碎机粉碎成粉末，得到D50在50μm～80μm的二碎物料；最后将二碎物料用气流分级机进行分级，能够得到Al含量小于200ppm的正极材料。本发明通过一碎、煅烧、二碎和气流分级，能够将正极材料从铝箔上分离回收。且在此过程中，通过对一碎颗粒大小、煅烧温度和时间、二碎粒径大小等工艺参数的控制，能够实现正极材料低能耗和低Al含量的回收。

技术领域

本发明涉及锂离子废旧电池回收技术领域，尤其涉及一种磷酸铁锂正极片低能耗和低Al含量的回收方法。

背景技术

近年来，锂离子电池被广泛应用于汽车动力电池，储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、军事装备、航空航天、3C等多个领域，数量十分庞大。但是，随着锂离子电池使用寿命的临近，将会产生大量的退役报废电池。对于这些退役报废锂离子电池的回收，此前主要采用火法或者湿法工艺，回收其中的贵重金属，如Li、Co等。但是该法不仅对锂离子电池中各种材料的利用率低，而且对环境的污染较大，回收成本也较高。故今后的趋势是先将锂离子电池拆解，然后根据材料的类型，作针对性的回收利用。

电池中的正极片是由正极料浆涂敷在集流体(铝箔)上构成。正极料浆是将正极材料、导电剂和粘结剂等物质混合构成。粘结剂则主要起到成膜作用，使正极材料均匀涂布并粘附在集流体铝箔上，并保证材料的加工稳定性。对于拆解下来的正极片，回收利用前需要先将其中的正极材料与铝箔分开。但极片中铝箔与正极材料很难完全分离，使得回收的正极片性能不佳。

目前，正极片的回收工艺主要是火法冶金煅烧和湿法冶金回收有价金属。湿法虽然其Li的浸出率较高，但是后期需要大量的碱液去中和前期过量的酸液所以造成了工艺路线复杂，并加大了成本。火法煅烧再生的正极材料存在难以控制Al含量的问题，修复后的磷酸铁锂产品难以达到磷酸铁锂产品的国标的要求。

专利CN201610425057.5公开了一种锂离子电池正极边角料的回收方法，该方法将火法与湿法结合，能回收得到Al含量低于10ppm的正极材料，但工艺路线繁琐，加大了回收成本，且煅烧后直接用200-400目的筛网进行筛分，会存在将大颗粒的正极材料留在筛网至上，导致回收率降低的问题。专利CN201910377303.8公开了一种废旧磷酸铁锂电池正极片的分离回收方法，该方法采用火法煅烧后，再选用5-100目的筛网进行振打筛分，能将Al的含量控制在0.05％以下。但是该方法煅烧温度高、煅烧时间长，因此回收能耗高，不利于产业化应用。

有鉴于此，有必要从节能、实用方面考虑，设计一种改进的锂离子电池正极片回收方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂正极片低能耗和低Al含量的回收方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种磷酸铁锂正极片低能耗和低Al含量的回收方法，包括以下步骤：

S1.一碎：将待回收正极片用破碎机破碎成粗颗粒，得到粒度为1～15mm的一碎物料；

S2.煅烧：将步骤S1得到的所述一碎物料用气氛炉在惰性气氛中升温，待温度升至350～500℃时保温0.5～2h，冷却至预设温度后出炉，得到煅烧物料；

S3.二碎：将步骤S2得到的煅烧物料用粉碎机粉碎成粉末，得到D50大于等于50μm的二碎物料；

S4.分级除Al：将步骤S3得到的所述二碎物料用气流分级机进行分级，筛选出其中的Al单质，得到回收的正极材料。

作为本发明的进一步改进，在步骤S4中，所述回收的正极材料中Al含量小于200ppm。