[发明专利]从磷酸铁锂废旧电池中回收得到高纯磷酸铁的方法

说明书

本发明提供了一种从磷酸铁锂废旧电池中回收得到高纯磷酸铁的方法，该方法通过对退役磷酸铁锂电池进行拆解清洗、氧化处理、高温煅烧，对磷酸铁锂正极PVDF进行去除，得到高纯磷酸铁。本发明具有成本低廉、过程简单的优点，通过对PVDF的处理消除了其对回收得到的磷酸铁纯度的影响，并且避免了其对环境的污染，达到了绿色环保的要求，适用于工业化大批量生产，具有良好的应用前景和经济价值。

技术领域

本发明涉及废旧电池正极材料回收技术领域，更具体地，涉及一种从磷酸铁锂废旧电池中得到高纯磷酸铁的方法。

背景技术

近年来随着新能源汽车的发展和普及，锂离子电池的应用变得普遍，而磷酸铁锂作为锂离子电池的重要分支，因其原料来源丰富、生产成本低廉且安全性能好的优点被广泛地应用于电动汽车和储能领域。由于磷酸铁锂电池使用的增加导致大量退役磷酸铁锂电池如何妥善处理面临着考验，处置不当则会对环境产生不利影响，并且锂作为一种重要的战略资源，对其进行回收处理至关重要。目前的常用方法是对退役磷酸铁锂电池拆解后的正极片、负极片以及隔膜进行分类处理，而正极片中所包含的铝片、正极废料以及其中的PVDF则需要进一步分离处理以达到回收的目的。

目前对于退役磷酸铁锂电池正极废料的回收主要分为火法冶金和湿法冶金两大类。其中，火法冶金直接对磷酸铁锂的正极进行循环再生，高温处理确保了废料的转化和再生，但是存在成本高、效益低、环保性差等诸多缺点，不能认为是一种环境上安全有效且能够可持续发展的回收方法。湿法冶金通常先使用有机溶剂对废料进行浸泡处理后再对磷酸铁锂中的一种或多种金属进行浸出，该过程可能涉及到金属溶解或浸出到酸性、碱性或者生物基溶液中。随后，利用溶剂萃取、化学沉淀和电化学沉淀等不同方式组合从复杂的浸出溶液中回收贵金属，后处理得到二次利用。

磷酸铁锂正极废料中的PVDF具有良好的耐化学性、加工性、耐氧化性和蠕变性能，被广泛应用于石油化工、电子电气和氟碳涂料等领域。采用PVDF树脂制作多孔膜、凝胶、隔膜等产品在锂离子电池中应用广泛，目前该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。因此，在处理退役磷酸铁锂正极废料的同时对PVDF的回收也不容忽视。在回收过程中使用有机溶剂浸泡对正极废料中的PVDF进行溶解时不可避免产生流程繁琐、化学浪费的问题。如专利CN112225191A中公开了一种降解废旧磷酸铁锂电池正极中PVDF的方法，该方法虽对废旧磷酸铁锂正极材料中的PVDF进行多次烧结处理以达到对其的降解，但是存在能量消耗高、工艺流程复杂等问题，不利于长期发展。专利CN114044503A中公开了一种磷酸铁锂废极片分离并脱杂再生的方法，该方法对磷酸铁锂废极片进行打磨粉碎和筛分，获得磷酸铁锂废料和铝粒，再将所得磷酸铁锂废粉和氧化锌混合后进行焙烧处理，增大了对废料的处理难度，具有一定的局限性。专利CN105024106A中公开了一种从废旧锂离子电池及报废正极片中回收磷酸铁的方法，该方法对磷酸铁锂废极片进行预处理后将正负极混料进行焙烧处理，接着采用无机酸进行浸出和氨水调节pH以获得磷酸铁，但酸和碱的引入增加了化学消耗，不可避免产生了化学浪费。专利CN106910959A公开了一种直接氧化法从磷酸铁锂废料中选择性回收锂的方法，然而获得磷酸铁锂废料还是需要繁琐的预处理步骤，从而加大了预处理成本。专利CN112897492A公开了一种高杂质的磷酸铁锂废粉再生循环的方法，该方法首先需要经过预处理步骤，增加了化学试剂成本且流程复杂，不适合大规模的生产。

因此，寻找一种流程简单、经济环保的退役磷酸铁锂电池正极废料的回收方法，对于实现磷酸铁锂电池可持续发展具有重要意义。

发明内容

为了解决现有回收方法中存在的上述技术问题，本发明提供了一种从磷酸铁锂废旧电池中回收得到高纯磷酸铁的方法，该方法简化了磷酸铁锂废极片的回收处理流程，并可获得高纯度的磷酸铁。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

从磷酸铁锂废旧电池中回收得到高纯磷酸铁的方法，包括以下步骤：

S1、将退役磷酸铁锂电池放电处理后进行拆解，得到正极片、负极片和隔膜；