一種從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收磷酸鐵的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋰離子電池領域，具體是一種從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收磷酸鐵的方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會不斷發展，氣候、能源和環境問題的出現，人們對純電動汽車和混合動力電動汽車的需求不斷增加，也就意味著對動力鋰離子電池的需求不斷增加。但是，鋰離子電池的使用壽命只有5?8年，所以未來會有大量電池被替換下來成為廢舊電池。但是，廢舊電池中除了有價值金屬外，還有很多有害物質，例如電解液中的有機溶劑、六氟磷酸鋰等，如果處理不當不僅會造成資源的浪費，還會造成環境污染，所以恰當的處理廢舊電池并回收其中的有價值資源至關重要。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收磷酸鐵的方法。
[0004]本發明從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收制備磷酸鐵的方法，包括如下步驟:
[0005](I)、將廢舊鋰離子電池進行放電，后拆解去除殼體后得到電池內芯；
[0006](2)、將步驟⑴得到的電池內芯浸入有機溶劑中去除電解液；
[0007](3)、將步驟⑵的內芯破碎成2?4cm大小的碎片，待碎片上的有機溶劑揮發后浸入一定體積的水中，在機械攪拌條件下將正、負極料與鋁箔、銅箔集流體分離，后去除集流體及隔膜，過濾得到正、負極混合料；
[0008](4)、將步驟(3)得到的正、負極混料在一定溫度下焙燒一定時間，后用無機酸進行浸出，過濾得到浸出液；
[0009](5)、在攪拌條件下，向步驟(4)得到的浸出液中滴加過量過氧化氫，之后再滴加適量氨水，此過程不斷有沉淀生成，最終至pH為2?4，然后過濾、洗滌、干燥得到磷酸鐵。對于生產過程中產生的報廢正極片直接破碎成2?4cm大小的碎片，之后用上述同樣方法進行處理。
[0010]優選的，所述廢舊鋰離子電池為磷酸鐵鋰電池；所述報廢正極片為磷酸鐵鋰正極片。
[0011]所述步驟(2)中所用有機溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙脂中的一種或多種，由于碳酸二甲酯具有無毒、環保性能優異等特點作為優選所用有機溶劑為碳酸二甲酯。
[0012]作為優選，所述步驟(3)中內芯碎片與水的固液比為Ig/(10?80)mL。
[0013]作為優選，所述步驟(4)中的焙燒溫度為300?500°C。
[0014]作為優選，所述步驟(4)中的焙燒時間為10?30min。
[0015]所述步驟(4)中所用無機酸為鹽酸、硫酸中的一種或者兩者混合。
[0016]其中，所述步驟(5)中所加過量過氧化氫目的是為了使Fe2+完全轉化成Fe'過氧化氫過量為5%?15%。
[0017]本發明的有益效果:
[0018]本發明一方面解決了廢舊鋰離子電池及報廢極片的回收問題，另一方面回收制備的磷酸鐵可作為原材料重新合成新的磷酸鐵鋰材料，并可再次制備成電池，實現了資源循環利用。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明回收制備的磷酸鐵的掃面電子顯微鏡圖。
[0020]圖2為本發明回收制備的磷酸鐵的X射線能譜圖。
[0021]圖3為本發明回收制備的磷酸鐵的X射線衍射圖。
【具體實施方式】
[0022]本發明公開一種從廢舊磷酸鐵鋰電池及報廢磷酸鐵鋰正極片中回收磷酸鐵的方法，包括如下步驟:
[0023](I)、將廢舊鋰離子電池進行放電，后拆解去除殼體后得到電池內芯；
[0024](2)、將步驟⑴得到的電池內芯浸入碳酸二甲酯有機溶劑中去除電解液；
[0025](3)、將步驟⑵的內芯破碎成2?4cm大小的碎片，待碎片上的碳酸二甲酯揮發后按固液比為Ig/(10?80)mL浸入水中，在機械攪拌條件下將正、負極料與鋁箔、銅箔集流體分離，后去除集流體及隔膜，過濾得到正、負極混合料；
[0026](4)、將步驟(3)得到的正、負極混料在300?500°C溫度下焙燒10?30min，后用鹽酸或硫酸或二者混合酸進行浸出，過濾得到浸出液；
[0027](5)、在攪拌條件下，向步驟(4)得到的浸出液中滴加過量過氧化氫，之后再滴加適量氨水，此過程不斷有沉淀生成，最終至pH為2?4，然后過濾、洗滌、干燥得到磷酸鐵。
[0028]步驟⑴到(5)是從廢舊電池中回收制備磷酸鐵的方法，對于生產過程中產生的報廢正極片則直接破碎成2?4cm大小的碎片，之后從步驟(3)開始進行處理。
[0029]本發明制備的磷酸鐵見附圖1?3。以下結合具體實施例:
[0030]實施例1
[0031 ] 將廢舊鋰離子電池進行放電，拆解去除殼體得到電池內芯，后將電池內芯浸入碳酸二甲酯中去除電解液；后把內芯破碎成約4cm大小的碎片，待碎片上的碳酸二甲酯揮發后浸入IL水中，在機械攪拌條件下將正、負極料與鋁箔、銅箔集流體分離，后去除集流體及隔膜，過濾得到正、負極混合料69.5g ;將正、負極混料在400°C溫度下焙燒15min，后用鹽酸進行浸出，過濾得到浸出液；在攪拌條件下，向浸出液中滴加2mL過氧化氫，之后再滴加適量氨水至pH為2，然后過濾、洗滌、干燥得到磷酸鐵38.2g。
[0032]實施例2
[0033]取生產過程中產生報廢正極片，破碎成2cm大小的碎片，浸入1.1L水中，在機械攪拌條件下將正極料與鋁箔集流體分離，后去除集流體及隔膜，過濾得到正極料89.2g ;將正極料在450°C溫度下焙燒12min，后用硫酸進行浸出，過濾得到浸出液；在攪拌條件下，向浸出液中滴加3.5mL過氧化氫，之后再滴加適量氨水至pH為3，然后過濾、洗滌、干燥得到磷酸鐵 72.7g。
[0034]以上內容僅僅是對本發明的構思所作的舉例和說明，所屬本技術領域的技術人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發明的構思或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收磷酸鐵的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)、將廢舊鋰離子電池進行放電，后拆解去除殼體后得到電池內芯； (2)、將步驟⑴得到的電池內芯浸入有機溶劑中去除電解液； (3)、將步驟(2)的內芯破碎成2?4cm大小的碎片，待碎片上的有機溶劑揮發后浸入一定體積的水中，在機械攪拌條件下將正、負極料與鋁箔、銅箔集流體分離，后去除集流體及隔膜，過濾得到正、負極混合料； (4)、將步驟(3)得到的正、負極混料在一定溫度下焙燒一定時間，后用無機酸進行浸出，過濾得到浸出液； (5)、在攪拌條件下，向步驟(4)得到的浸出液中滴加過量過氧化氫，之后再滴加適量氨水，此過程不斷有沉淀生成，最終至pH為2?4，然后過濾、洗滌、干燥得到磷酸鐵；對于生產過程中產生的報廢正極片直接破碎成2?4cm大小的碎片，之后用上述同樣方法進行處理。2.根據權利要求1所述的一種從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收磷酸鐵的方法，其特征在于，所述廢舊鋰離子電池為磷酸鐵鋰電池；所述報廢正極片為磷酸鐵鋰正極片。3.根據權利要求1所述的一種從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收磷酸鐵的方法，其特征在于，所述步驟(2)中所用有機溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙脂中的一種或多種。4.根據權利要求1所述的一種從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收磷酸鐵的方法，其特征在于，所述步驟(3)中內芯碎片與水的固液比為Ig/(10?80)mL。5.根據權利要求1所述的一種從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收磷酸鐵的方法，其特征在于，所述步驟(4)中的焙燒溫度為300?500°C。6.根據權利要求1所述的一種從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收磷酸鐵的方法，其特征在于，所述步驟(4)中的焙燒時間為10?30min。7.根據權利要求1所述的一種從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收磷酸鐵的方法，其特征在于，所述步驟(4)中所用無機酸為鹽酸、硫酸中的一種或者兩者混合。8.根據權利要求1所述的一種從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收磷酸鐵的方法，其特征在于，所述步驟(5)中過氧化氫過量為5%?15%。
【專利摘要】本發明公開了一種從廢舊鋰離子電池及報廢正極片中回收磷酸鐵的方法，具體包括以下步驟：將廢舊鋰離子電池進行放電，拆解去除殼體后得到電池內芯；將得到的電池內芯浸入有機溶劑中去除電解液；將去除電解液的電池內芯破碎成2～4cm的碎片；待有機溶劑揮發后將內芯碎片浸入水中，下將正、負極料與鋁箔、銅箔集流體分離，后去除集流體及隔膜，過濾得到正、負極混合料；將得到的正、負極混料進行焙燒，后用無機酸進行浸出，過濾得到浸出液；向浸出液中滴加適量過氧化氫，之后再滴加適量氨水，此過程不斷有沉淀生成，最終加至pH在2～4，過濾、洗滌、干燥得到磷酸鐵，本發明實現廢舊鋰離子電池和報廢極片的回收，進行資源再利用。
【IPC分類】H01M10/54
【公開號】CN105024106
【申請號】CN201510460851
【發明人】曹利娜, 劉成士, 王晨旭, 宮璐, 張金龍
【申請人】合肥國軒高科動力能源股份公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月31日