本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)與資源綜合利用，具體而言，涉及一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，鋰離子電池已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于移動智能終端、電動汽車等領(lǐng)域，其生產(chǎn)量及需求量均呈井噴式增長，但鋰離子電池生產(chǎn)過程中存在一定比例的不良品，如不進(jìn)行回收處理，將會產(chǎn)生巨大的資源浪費(fèi)。

2、目前鋰離子電池的回收利用方法通常是對電池進(jìn)行拆解，得到正極片后即將正極材料從鋁箔上剝離下來，得到的正極材料中鋁含量較高，雜質(zhì)較多，并且磷鐵比不合格，最終回收得到的磷酸鐵鋰電池正極材料的電化學(xué)性能較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，以解決現(xiàn)有方法回收得到的磷酸鐵鋰電池正極材料電化學(xué)性能較差的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，該方法包括如下步驟：

3、s1，拆解廢舊磷酸鐵鋰電池，得到正極片；

4、s2，對正極片進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理正極片；

5、s3，對預(yù)處理正極片進(jìn)行第一次熱處理，得到第一混合物料；

6、s4，對第一混合物料進(jìn)行輥壓，得到第二混合物料；

7、s5，對第二混合物料進(jìn)行篩分，得到鋁箔和正極材料；

8、s6，將正極材料與助劑混合，得到第三混合物料；助劑包括還原劑；

9、s7，對第三混合物料進(jìn)行第二破碎，得到第四混合物料；

10、s8，根據(jù)第四混合物料中磷元素、鐵元素、鋰元素的物質(zhì)的量之比添加鋰源、鐵源、磷源中的至少一種或不添加，得到第五混合物料；控制第五混合物料中磷元素、鐵元素、鋰元素的物質(zhì)的量之比為1:1:(1～1.2)；

11、s9，對第五混合物料進(jìn)行第二次熱處理，得到磷酸鐵鋰正極修復(fù)材料；

12、第一次熱處理的溫度為350～600℃，第一次熱處理的時間為0.5～2h；

13、第二次熱處理的溫度為600～800℃，第二次熱處理的時間為0.5～4h；

14、第一次熱處理和第二次熱處理在惰性氣氛下進(jìn)行。

15、本發(fā)明通過第一次熱處理可以去除正極片上的膠黏劑，使正極材料易于與鋁箔分離，通過輥壓可以進(jìn)一步將正極材料從鋁箔上剝離下來，并且鋁箔的破損率較低；此外，先將還原劑助劑與正極材料混合，然后再進(jìn)行破碎、第二次熱處理，回收得到的磷酸鐵鋰正極修復(fù)材料的電化學(xué)性能更好。

16、進(jìn)一步地，s2中，預(yù)處理正極片的尺寸為2～15cm。

17、進(jìn)一步地，s2中，預(yù)處理的方法包括第一破碎或裁切，洗滌，干燥。

18、進(jìn)一步地，干燥的溫度為50～120℃。

19、進(jìn)一步地，洗滌所用的洗滌液為水、乙醇、甲醇、丙酮中的至少一種。

20、進(jìn)一步地，采用超聲洗滌，超聲洗滌的功率為50～300w，超聲洗滌的時間為5～20min。

21、進(jìn)一步地，s5中，篩分使用的篩網(wǎng)的孔徑小于預(yù)處理正極片的尺寸。

22、進(jìn)一步地，還原劑為葡萄糖、淀粉、炭黑、檸檬酸、草酸、抗壞血酸中的至少一種；和/或，正極材料和助劑的質(zhì)量比為1:(0.05～0.5)。

23、進(jìn)一步地，s7中，第二破碎采用高速破碎機(jī)進(jìn)行破碎，第二破碎的時間為30～120s，第四混合物料的粒徑≤20目。通過進(jìn)行第二破碎，助劑與正極材料可以混合得更均勻，并且磷酸鐵鋰正極修復(fù)材料的高溫修復(fù)效果更好，修復(fù)得更充分。

24、進(jìn)一步地，s9中，第二次熱處理結(jié)束后對物料進(jìn)行粉碎、篩分，得到磷酸鐵鋰正極修復(fù)材料。

25、進(jìn)一步地，惰性氣氛為氮?dú)?、氬氣、氦氣中的至少一種。

26、進(jìn)一步地，s3、s4、s5在分離裝置中進(jìn)行；分離裝置包括：

27、分離筒體，可轉(zhuǎn)動地設(shè)置，分離筒體具有分離腔；

28、入料結(jié)構(gòu)，設(shè)置在分離筒體的第一端并與分離腔連通；

29、出料結(jié)構(gòu)，設(shè)置在分離筒體的第二端并與分離腔連通；

30、加熱部，設(shè)置在分體筒體的外表面，以對分離腔內(nèi)的待分離物料進(jìn)行加熱；

31、第一揚(yáng)料結(jié)構(gòu)，與分離筒體的內(nèi)表面連接并與加熱部對應(yīng)設(shè)置；

32、s3中，預(yù)處理正極片從入料結(jié)構(gòu)進(jìn)入分離筒體中，在分離腔中進(jìn)行第一次熱處理，得到第一混合物料；

33、s4中，第一混合物料在分離腔中進(jìn)行輥壓，得到第二混合物料；

34、s5中，第二混合物料在分離腔中進(jìn)行篩分，得到鋁箔和正極材料。

35、進(jìn)一步地，分離腔包括在入料結(jié)構(gòu)至出料結(jié)構(gòu)的方向上依次設(shè)置的第一腔室和第二腔室，分離裝置還包括第一篩板和破碎結(jié)構(gòu)，第一篩板位于第一腔室和第二腔室之間，第一揚(yáng)料結(jié)構(gòu)位于第一腔室內(nèi)，破碎結(jié)構(gòu)可活動地設(shè)置在第二腔室內(nèi)。

36、進(jìn)一步地，分離腔還包括第三腔室，第三腔室位于第二腔室遠(yuǎn)離第一腔室的一端，分離裝置還包括設(shè)置在第二腔室和第三腔室之間的第二篩板和設(shè)置在第三腔室內(nèi)的第二揚(yáng)料結(jié)構(gòu)。

37、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，先后對正極片進(jìn)行預(yù)處理、第一熱處理、輥壓，可以將正極材料從鋁箔上充分剝離出來，并且對鋁箔造成的損傷小，回收得到的磷酸鐵鋰正極修復(fù)材料的雜質(zhì)少；另外，通過先將正極材料與還原劑助劑混合，然后再進(jìn)行破碎，混合均勻性較好，并且再進(jìn)行第二次熱處理，其高溫修復(fù)效果好，制得的磷酸鐵鋰正極修復(fù)材料的電化學(xué)性能較高，適合進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，其特征在于，所述s2中，

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，其特征在于，所述s5中，所述篩分使用的篩網(wǎng)的孔徑小于所述預(yù)處理正極片的尺寸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，其特征在于，所述還原劑為葡萄糖、淀粉、炭黑、檸檬酸、草酸、抗壞血酸中的至少一種；和/或，所述正極材料和所述助劑的質(zhì)量比為1:(0.05～0.5)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，其特征在于，所述s7中，所述第二破碎采用高速破碎機(jī)進(jìn)行破碎，所述第二破碎的時間為30～120s，所述第四混合物料的粒徑≤20目。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，其特征在于，所述s9中，所述第二次熱處理結(jié)束后對物料進(jìn)行粉碎、篩分，得到所述磷酸鐵鋰正極修復(fù)材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，其特征在于，所述s3、所述s4、所述s5在分離裝置中進(jìn)行；所述分離裝置包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，其特征在于，所述分離腔(11)包括在所述入料結(jié)構(gòu)(20)至所述出料結(jié)構(gòu)(30)的方向上依次設(shè)置的第一腔室(111)和第二腔室(112)，所述分離裝置還包括第一篩板(51)和破碎結(jié)構(gòu)(60)，所述第一篩板(51)位于所述第一腔室(111)和所述第二腔室(112)之間，所述第一揚(yáng)料結(jié)構(gòu)(40)位于所述第一腔室(111)內(nèi)，所述破碎結(jié)構(gòu)(60)可活動地設(shè)置在所述第二腔室(112)內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，其特征在于，所述分離腔(11)還包括第三腔室(113)，所述第三腔室(113)位于所述第二腔室(112)遠(yuǎn)離所述第一腔室(111)的一端，所述分離裝置還包括設(shè)置在所述第二腔室(112)和所述第三腔室(113)之間的第二篩板(52)和設(shè)置在所述第三腔室(113)內(nèi)的第二揚(yáng)料結(jié)構(gòu)(70)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法，涉及環(huán)境保護(hù)與資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料再生回收方法包括：S1，拆解電池，得到正極片；S2，對正極片進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理正極片；S3，進(jìn)行第一次熱處理；S4，輥壓；S5，篩分，得到正極材料；S6，將助劑與正極材料進(jìn)行混合；S7，破碎；S8，調(diào)節(jié)混合物料中鋰元素、鐵元素、磷元素的物質(zhì)的量之比；S9，進(jìn)行第二次熱處理，得到磷酸鐵鋰正極修復(fù)材料。上述方法步驟簡單，并且回收得到的磷酸鐵鋰正極修復(fù)材料具有良好的電化學(xué)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：仵理想,莫才宣,肇巍,王青山,賀凱,羅偉佳,張振濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：衢州華友資源再生科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19