本發(fā)明屬于電池回收，具體涉及一種適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，目前市面上新能源車的更新?lián)Q代也以較快的速度進(jìn)行，新能源車的退役量也急劇增加，回收退役新能源車資源的重點(diǎn)就是回收其中的動(dòng)力電池，比如鋰離子動(dòng)力電池。電池的正極材料在動(dòng)力電池成本中占比較高，因此正極材料的回收成為新能源回收體系中的重要部分。

2、關(guān)于鋰離子動(dòng)力電池，磷酸鐵鋰因其穩(wěn)定性、安全性和環(huán)境友好性，以及成熟的制造工藝、較低的制造成本等優(yōu)點(diǎn)，在動(dòng)力電池領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。磷酸鐵鋰電池作為車用動(dòng)力電池的使用期限為5～8年，且磷酸鐵鋰電池作為目前應(yīng)用歷史最長的動(dòng)力電池，早在2019年，磷酸鐵鋰電池就開始進(jìn)入批量報(bào)廢期，當(dāng)前的退役規(guī)模仍在不斷擴(kuò)大。

3、雖然磷酸鐵鋰的回收需求高漲，但是目前針對(duì)退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片的回收方法仍存在較多不足。比如，現(xiàn)有常規(guī)的回收方法主要是濕法冶金和火法冶金，占比分別為51％和26％，在前處理環(huán)節(jié)一般需要將正極材料整體破碎，甚至是將整個(gè)動(dòng)力電池直接破碎，這對(duì)回收效率有著很大影響，而且濕法冶金與火法冶金對(duì)于環(huán)境也有較大的影響。

4、盡管濕法冶金與火法冶金在回收率的表現(xiàn)上不錯(cuò)，但前處理環(huán)節(jié)中簡單粗獷的處理方法給后續(xù)步驟代理成本提高和復(fù)雜性增加。目前業(yè)界提出了多種分離集流體和活性物質(zhì)的方法，比如高溫法分解粘結(jié)劑達(dá)到集流體和活性物質(zhì)分離的效果，有機(jī)法利用有機(jī)溶劑溶解粘結(jié)劑，化學(xué)法通過酸或堿溶液溶解部分集流體從而分離活性物質(zhì)。其中，高溫法能耗高，而且會(huì)有氟化氫等有害物質(zhì)排放，還會(huì)造成活性物質(zhì)和集流體分離后純度不高；有機(jī)法需要使用大量的有機(jī)溶劑，成本高昂；酸性化學(xué)法會(huì)產(chǎn)生大量氫氣，也會(huì)造成活性物質(zhì)的大量損失，堿性化學(xué)法則會(huì)造成大量的集流體溶解，影響產(chǎn)品狀態(tài)。

5、退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰活性物質(zhì)和集流體的回收勢在必行，但業(yè)界現(xiàn)存的回收方法簡單粗暴，是對(duì)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重?fù)p壞，降低最終回收產(chǎn)品的品質(zhì)。目前的各種回收方法存在不可避免的顯著缺點(diǎn)，阻礙這些方法在工業(yè)中的應(yīng)用。因此有必要提出一種新的回收方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，通過簡明的處理流程，以低能耗、更安全、綠色環(huán)保的高效方法低成本地回收退役磷酸鐵鋰電池，獲得高純度和更完整的正極活性物質(zhì)及集流體。

2、為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

3、一種適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，包括以下步驟：

4、s1、將退役的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池安全拆解，得到正極片；

5、s2、將正極片浸泡65～95℃恒溫的洗脫液中，待活性物質(zhì)與集流體分離后取出集流體，過濾得到活性物質(zhì)；

6、s3、對(duì)步驟s2中獲得的活性物質(zhì)和集流體進(jìn)行清洗并干燥；

7、其中，在步驟s2中，所述洗脫液是酸性螯合劑和鈍化劑溶于水形成，所述酸性螯合劑包括葡萄糖酸、氮三乙酸、乙二胺四乙酸和噴替酸中的一種或多種，所述鈍化劑是作為添加劑使用，包括植酸鈉、乙酸鈉、檸檬酸鈉、草酸鈉和磷酸鈉的一種或多種。

8、優(yōu)選的，在洗脫液中，所述酸性螯合劑及所述鈍化劑的總濃度為0.01～3wt.％。

9、優(yōu)選的，酸性螯合劑與鈍化劑摩爾比為2:1。

10、優(yōu)選的，在步驟s3中，使用清洗液活性物質(zhì)和集流體進(jìn)行清洗，其中，所述清洗液包括水、乙醇水溶液和弱堿性溶液的任意一種。

11、更優(yōu)選的，所述弱堿性溶液的ph值為8.0～8.5。

12、更優(yōu)選的，所述弱堿性溶液包括碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、磷酸二氫鈉溶液、氨水溶液、硅酸鈉溶液、硼酸鈉溶液的一種或多種。

13、優(yōu)選的，在步驟s1中，放電方式包括短路放電、電阻放電、負(fù)載放電和鹽水浸泡放電的任意一種。

14、優(yōu)選的，在步驟s3中，過濾方式包括重力過濾、真空過濾、壓力過濾、離心過濾和膜過濾的一種或多種。

15、優(yōu)選的，在步驟s3中，清洗方式包括浸泡、漂洗、沖洗或超聲清洗的一種或多種。

16、優(yōu)選的，在步驟s3中，干燥方式包括空氣干燥、烘箱干燥、真空干燥、冷凍干燥、微波干燥或氮?dú)獯祾吒稍锏囊环N或多種。

17、有益效果：

18、本發(fā)明采用的洗脫液對(duì)活性物質(zhì)的損耗低，顯著提高了各元素的回收率和材料的結(jié)構(gòu)完整性，具有螯合特性和鈍化特性的洗脫液能與集流體酸蝕后產(chǎn)生的金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng)和鈍化反應(yīng)，其螯合產(chǎn)物和鈍化產(chǎn)物能保護(hù)集流體被繼續(xù)酸蝕，能確保集流體表面無活性物質(zhì)殘留的同時(shí)保障集流體的完整性，實(shí)現(xiàn)活性物質(zhì)純度高、損失少以及集流體完整純凈的目的。

技術(shù)特征：

1.一種適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，其特征在于，在洗脫液中，所述酸性螯合劑及所述鈍化劑的總濃度為0.01～3wt.％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，其特征在于，酸性螯合劑與鈍化劑摩爾比為2:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，其特征在于，在步驟s3中，使用清洗液活性物質(zhì)和集流體進(jìn)行清洗，其中，所述清洗液包括水、乙醇水溶液和弱堿性溶液的任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，其特征在于，所述弱堿性溶液的ph值為8.0～8.5。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，其特征在于，所述弱堿性溶液包括碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、磷酸二氫鈉溶液、氨水溶液、硅酸鈉溶液、硼酸鈉溶液的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，其特征在于，在步驟s1中，放電方式包括短路放電、電阻放電、負(fù)載放電和鹽水浸泡放電的任意一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，其特征在于，在步驟s3中，過濾方式包括重力過濾、真空過濾、壓力過濾、離心過濾和膜過濾的一種或多種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，其特征在于，在步驟s3中，清洗方式包括浸泡、漂洗、沖洗或超聲清洗的一種或多種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，其特征在于，在步驟s3中，干燥方式包括空氣干燥、烘箱干燥、真空干燥、冷凍干燥、微波干燥或氮?dú)獯祾吒稍锏囊环N或多種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于退役鋰離子動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰正極片回收方法，包括以下步驟：S1、將退役的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池安全拆解，得到正極片；S2、將正極片浸泡65～95℃恒溫的洗脫液中，待活性物質(zhì)與集流體分離后取出集流體，過濾得到活性物質(zhì)；S3、對(duì)步驟S2中獲得的活性物質(zhì)和集流體進(jìn)行清洗并干燥；洗脫液是酸性螯合劑和鈍化劑溶于水形成，酸性螯合劑包括葡萄糖酸、氮三乙酸、乙二胺四乙酸和噴替酸中的一種或多種，鈍化劑是作為添加劑使用，包括植酸鈉、乙酸鈉、檸檬酸鈉、草酸鈉和磷酸鈉的一種或多種。本發(fā)明以低能耗、更安全、綠色環(huán)保的高效方法低成本地回收退役磷酸鐵鋰電池，獲得高純度和更完整的正極活性物質(zhì)及集流體。

技術(shù)研發(fā)人員：胡仁宗,夏煜豪,袁斌,肖玉章,陽光耀,陶志軍,朱敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東華菁新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6