[发明专利]一种全组分回收处理废旧磷酸锰铁锂电池正极材料的方法

说明书

本发明涉及一种全组分回收处理废旧磷酸锰铁锂电池正极材料的方法，配置锂浸出液和锰铁磷浸出液用于先后浸出废旧磷酸锰铁锂电池的正极粉中相应的锂和磷得到浸锂液和含锰铁磷的溶液；对浸出后的浸锂液净化提纯后得到高纯碳酸锂；将浸出后的含锰铁磷溶液中的铁离子还原成二价铁离子，加碱中和后过滤得到粗制磷酸锰铁[Ⅱ]；加磷酸溶液溶解粗制磷酸锰铁[Ⅱ]，将溶解的磷酸锰铁[Ⅱ]溶液按一定流速注入反应釜制备磷酸锰铁前驱体，同时，以一定比例与流速向反应釜注入碱溶液，过滤后取滤渣烘干即得磷酸锰铁前驱体,本发明能够实现废旧电池正极材料的全组分回收，在回收的过程中得到电池级碳酸锂以及磷酸锰铁锂电池正极材料的前驱体磷酸锰铁等高附加值产品。

技术领域

本发明属于锂离子电池回收技术领域，涉及一种处理废旧磷酸锰铁锂电池的方法，尤其涉及一种全组分回收处理废旧磷酸锰铁锂电池正极材料的方法。

背景技术

LiFePO4是目前市场上应用最广的锂离子电池正极材料之一，有循环性能好、安全稳定、性价比高等优点。但由于使用电压低、电导率低、倍率性能不足等缺点限制了其进一步发展。将Fe和Mn两者相结合，采用Mn掺杂的LiFePO4作为锂离子电池正极材料—磷酸锰铁锂，可以克服LiFePO4的各方面缺陷。磷酸锰铁锂与三元相比，性价比高、安全性高、循环寿命长；磷酸锰铁锂与磷酸铁锂相比，磷酸锰铁锂能量密度高、低温性能好。随着产业化快速推进实现成本下降后，可实现对磷酸铁锂份额的加速替代。目前，电池企业、正极材料厂商正积极布局磷酸锰铁锂产能，行业分析师预计，最晚2023年国内会稳定批量生产，并规模化应用。目前拥有磷酸锰铁锂技术储备的电池厂商包括：宁德时代、比亚迪、国轩高科等，主要以专利技术研发、投资布局为主。当下已在磷酸锰铁锂有所布局的正极厂商包括：德方纳米、鹏欣资源、当升科技、中贝新材料、天津斯特兰等。

随着磷酸锰铁锂电池正极材料的广泛应用，如何回收废旧磷酸锰铁锂电池，实现电池材料的闭环成为了企业和科学工作者们研究的热点。专利号为CN 108736090 B的中国专利公开了一种废旧磷酸锰铁锂电池的回收方法，包括如下步骤：“先将磷酸锰铁锂电池正极材料溶于氧化性酸溶液中，经氧化反应得到氧化酸化浆料，再经过滤得到富锂溶液和锰铁渣，锰铁渣为氧化锰和磷酸铁的混合物；富锂溶液经除杂得到富锂净化液，富锂净化液经碳酸钠沉淀得到碳酸锂；锰铁渣加氢氧化钠焙烧，所得焙烧料加水溶解得到水溶焙烧料，水溶焙烧料经过滤得到锰酸钠溶液和磷酸铁；锰酸钠溶液加还原剂经氧化还原反应得到二氧化锰。”该技术方案实现了磷酸锰铁锂电池正极材料的回收，得到了碳酸锂、磷酸铁和氧化锰产品，然而该工艺需要焙烧，能耗较高，也没有对磷酸铁和氧化锰产品进行提纯及深加工。因此，本发明旨在开发一种能够以低能耗实现磷酸锰铁锂电池正极材料的全组分回收，并同时制备电池级碳酸锂和磷酸锰铁锂电池正极材料的前驱体磷酸锰铁产品的方法，提高产品的附加值，以更好的满足实际生产需要。

发明内容

本发明目的在于提供一种全组分回收处理废旧磷酸锰铁锂电池正极材料的方法,以解决现有技术中不能以低能耗实现磷酸锰铁锂电池正极材料全组分回收并同时制备电池级碳酸锂和磷酸锰铁锂电池正极材料的前驱体的产品技术问题。

为实现上述目的，本发明的所采取的技术方案是：

一种全组分回收处理废旧磷酸锰铁锂电池正极材料的方法，关键是，配置锂浸出液和锰铁磷浸出液用于先后浸出废旧磷酸锰铁锂电池的正极粉中相应的锂和磷得到浸锂液和含锰铁磷的溶液；

对浸出后的浸锂液净化提纯后得到高纯碳酸锂；

将浸出后的含锰铁磷溶液中的铁离子还原成二价铁离子，加碱中和后过滤得到粗制磷酸锰铁[Ⅱ]；

加磷酸溶液溶解粗制磷酸锰铁[Ⅱ]，将溶解的磷酸锰铁[Ⅱ]溶液按一定流速注入反应釜制备磷酸锰铁前驱体，同时，以一定比例与流速向反应釜注入碱溶液，过滤后取滤渣烘干即得磷酸锰铁前驱体。

其具体包括如下步骤，

A，配置锂浸出液和锰铁磷浸出液：