一種廢舊鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料回收的方法與流程

本發明涉及電動汽車電池技術領域，尤其涉及一種廢舊鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料回收的方法。

背景技術：

現階段，隨著鋰電池產業的飛速發展，鋰電池的回收處理技術也成為大家十分關注的熱點問題，當前對廢舊電池的回收主要焦點在如何回收電池中的有價金屬元素。現有廢舊鋰電池的回收方法是對金屬元素主要采用燃燒或酸溶解的方式，該類方法工藝流程長，設備成本較高，產生大量廢水，對環境造成嚴重的二次污染。

鑒于以上所述，實有必要提供一種新型的廢舊鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料回收的方法克服以上缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種廢舊鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料回收的方法，一方面，回收過程中不會造成環境污染，工藝簡單，成本低廉，另一方面，本發明實施例得到的回收樣品，不會產生雜質，回收效率高且質量好。

為了實現上述目的，本發明提供一種廢舊鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料回收的方法，包括如下步驟：

步驟一：在惰性氣體下將廢舊極片進行高溫烘烤，分解膠黏劑，使箔材與活性物質分離；

步驟二：采用超聲或者機械摩擦，利用去離子水或乙醇沖洗，使極片上殘留的正極材料全部脫附下來，過濾后收集全部正極材料，并干燥樣品，對樣品進行研磨轉移至下一工序；

步驟三：添加碳源于步驟二中得到的樣品中，進行球磨，使材料達到所需粒度大小；

步驟四：在惰性氣體下，將步驟三球磨好的樣品重新高溫烘烤；

步驟五：在步驟四中重新烘烤后的樣品可直接用于新電池極片制作材料。

具體的，步驟一中的膠黏劑為：PVDF，烘烤溫度為：350℃-480℃，烘烤時間為：2h-4h。

具體的，步驟三中的碳源為碳黑、乙炔黑、石墨及碳水化合物中的一種或幾種，所述碳源的添加比例為：3％-10％。

具體的，步驟四中的烘烤溫度為：600℃-800℃，烘烤時間為：4h-24h。

具體的，步驟一和步驟四中，所述惰性氣體為氮氣、氦氣、氖氣及氬氣中的一種或幾種。

與現有技術相比，本發明提供的一種廢舊鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料回收的方法，一方面，回收過程中不會造成環境污染，工藝簡單，成本低廉，另一方面，本發明實施例得到的回收樣品，不會產生雜質，回收效率高且質量好。

【附圖說明】

圖1為本發明提供廢舊鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料回收的方法的工藝流程圖。

圖2為回收樣品與生產原材料電性能對比圖。

圖3為應用本發明實施例得到回收樣品的SEM圖。

圖4為應用本發明實施例得到回收樣品的XRD圖譜與標準圖峰位的對比圖。

【具體實施方式】

為了使本發明的目的、技術方案和有益技術效果更加清晰明白，以下結合附圖和具體實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本發明，并不是為了限定本發明。

本發明提供一種廢舊鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料回收的方法，包括如下步驟：

步驟一：在惰性氣體下將廢舊極片進行高溫烘烤，分解膠黏劑，使箔材與活性物質分離；

步驟二：采用超聲或者機械摩擦，利用去離子水或乙醇沖洗，使極片上殘留的正極材料全部脫附下來，過濾后收集全部正極材料，并干燥樣品，對樣品進行研磨轉移至下一工序；

步驟三：添加碳源于步驟二中得到的樣品中，進行球磨，使材料達到所需粒度大小；

步驟四：在惰性氣體下，將步驟三球磨好的樣品重新進行高溫烘烤；

步驟五：在步驟四中重新烘烤后的樣品可直接用于新電池極片制作材料。

在一個優選實施方式中，步驟一中的膠黏劑為：PVDF，烘烤溫度為：350℃-480℃，烘烤時間為：2h-4h。

在一個優選實施方式中，步驟三中的碳源為碳黑、乙炔黑、石墨及碳水化合物中的一種或幾種，所述碳源的添加比例為：3％-10％。

在一個優選實施方式中，步驟四中的烘烤溫度為：600℃-800℃，烘烤時間為：4h-24h。

在一個優選實施方式中，步驟一和步驟四中，所述惰性氣體為氮氣、氦氣、氖氣及氬氣中的一種或幾種。

實施例：

(1)在氮氣氣體下將廢舊極片進行烘烤，分解PVDF(聚偏氟乙烯)，使箔材與活性物質分離，烘烤溫度為：480℃，烘烤時間為：4h。

(2)采用機械摩擦，利用乙醇沖洗，使極片上殘留的正極材料全部脫附下來，過濾后收集全部正極材料，并干燥樣品，對樣品進行研磨轉移至下一工序。

(3)添加乙炔黑于樣品中，進行球磨，使材料達到所需粒度大小，乙炔黑的添加比例為：3％。

(4)在氮氣氣體下，將球磨好的樣品重新進行烘烤，烘烤溫度為：700℃，烘烤時間為：12h。

(5)重新烘烤后的樣品可直接用于新電池極片制作材料。

應用本發明方法所得到的鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料的基本性能如圖2，其中：應用本發明方法得到的鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料為回收樣品(左側為：回收樣品，右側為：生產原材料)。

圖1為本發明提供廢舊鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料回收的方法的工藝流程圖；圖2為回收樣品與生產原材料電性能對比圖；圖3為應用本發明實施例得到回收樣品的SEM圖；圖4為應用本發明實施例得到回收樣品的XRD圖譜與標準圖峰位的對比圖。

由圖2至圖4可以看出，應用本實施例得到的鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料為回收樣品。所述回收樣品顆粒較為均勻，平均粒徑在1.2μm左右，顆粒間無明顯粘結情況，無明顯雜質峰，結晶度較好；所述回收樣品作為鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料的克容量為148mAh/g，首次充放電效率為：94.62％，電性能表現稍差于原有的生產原材料，但是滿足現有商品化的磷酸鐵鋰電性能參數基本要求。

綜上所述，本發明提供的一種廢舊鋰電池的磷酸鐵鋰正極材料回收的方法，一方面，回收過程中不會造成環境污染，工藝簡單，成本低廉，另一方面，本發明實施例得到的回收樣品，不會產生雜質，回收效率高且質量好。

本發明并不僅僅限于說明書和實施方式中所描述，因此對于熟悉領域的人員而言可容易地實現另外的優點和修改，故在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發明并不限于特定的細節、代表性的設備和這里示出與描述的圖示示例。