本發(fā)明涉及廢舊動力電池回收，具體涉及一種修復再生的磷酸鐵鋰正極極片及由該正極極片制備的磷酸鐵鋰電池。

背景技術：

1、隨著電動汽車的逐漸普及，退役動力電池數(shù)量也在逐年增多。動力電池中富含稀有金屬和有毒化學物質，如果不經(jīng)過科學的處理和回收，會對環(huán)境和人體健康造成嚴重危害。同時科學的回收處理后再利用，可以提高資源的利用率和經(jīng)濟效益。

2、目前，磷酸鐵鋰電池在鋰電池市場中占據(jù)三分之一以上的份額，其中的磷酸鐵鋰(lifepo4)正極材料具有安全性能好，充電速度快，使用壽命長等優(yōu)點，作為裝機量最多的動力電池正極材料，如今面臨巨大的廢料待回收量。傳統(tǒng)的濕法、火法回收方法需要較多工藝步驟和消耗大量的能量，其中fe、p等元素回收價值低，同時有較多“三廢”產(chǎn)生，對環(huán)境也帶來了污染。

3、怎樣提供一種周期短、經(jīng)濟效益高、環(huán)境友好使磷酸鐵鋰電池有效回收利用是目前該領域技術人員不斷研究的課題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，首先提供了一種再生的磷酸鐵鋰正極極片。

2、本發(fā)明提供的一種再生的磷酸鐵鋰正極極片，包括下述重量百分比的原料：

3、回收處理的廢舊磷酸鐵鋰正極材料70～90%、補鋰添加劑3～15%、快離子導體3～10%、粘結劑3～5%；其中所述的回收處理的廢舊磷酸鐵鋰正極材料是將退役動力電池放電至電壓降低到0.5v以下后，采用物理方法將拆解、分離的正極極片粉碎后加入到ph為10～14的naoh溶液中攪拌、離心處理、水洗、干燥得到。

4、本發(fā)明提供的再生的磷酸鐵鋰正極極片，以回收處理的廢舊磷酸鐵鋰正極材料為原料，與補鋰添加劑和快離子導體相互混合，并通過粘結劑粘合于一體，利用選用的快離子導體較高的離子導電性和較高速度傳輸性能，使廢舊的磷酸鐵鋰和補鋰添加劑中的鋰離子在充、放電過程中能夠快速遷移，使lifepo4從貧鋰態(tài)變成滿鋰態(tài)，完成廢舊磷酸鐵鋰正極材料的修復再生，得到能夠直接制備磷酸鐵鋰鋰電池用的正極材料。整個過程不會產(chǎn)生任何廢水,減少了環(huán)境污染，提高了回收過程的環(huán)保性，滿足了當前社會對高效、環(huán)保的回收技術的需求。

5、本發(fā)明還提供了一種磷酸鐵鋰電池，其是采用包括上述所述的再生的磷酸鐵鋰正極極片預制磷酸鐵鋰電池，再進行經(jīng)過預循環(huán)修復處理，制得修復再生的磷酸鐵鋰電池。

6、采用本發(fā)明修復后再生的磷酸鐵鋰正極極片制作磷酸鐵鋰電池，進行預循環(huán)修復處理后，容量在2000mah以上，經(jīng)過1000圈的充放電循環(huán)測試，容量保持率在89%以上。

7、本發(fā)明解決了動力電池中磷酸鐵鋰正極材料的回收問題，提高了資源利用率，在降低磷酸鐵鋰電池制造成本的同時，能夠保證鋰電池的總容量、能量密度和循環(huán)壽命，可靠保證了磷酸鐵鋰電池的電化學性能，達到了商用儲能類鋰電池的要求。

技術特征：

1.一種再生的磷酸鐵鋰正極極片，其特征在于，包括下述重量百分比的原料：

2.如權利要求1所述的一種再生的磷酸鐵鋰正極極片，其特征在于，所述的回收處理的廢舊磷酸鐵鋰正極材料是將退役動力電池放電至電壓降低到0.5v以下后，采用物理方法將拆解、分離的正極極片粉碎后加入到ph為10～14的naoh溶液中攪拌、離心處理、水洗、干燥得到。

3.如權利要求2所述的一種再生的磷酸鐵鋰正極極片，其特征在于，所述的廢舊磷酸鐵鋰正極材料是采用機械破碎、磁選、篩分方法拆解、分離出具有隔膜和正、負極片的混合物料后，再將正極極片從混合物料中分離，然后將正極極片粉碎得到正極黑粉，將正極黑粉加入到ph為10～14的naoh溶液中加熱至80℃～100℃，攪拌反應30～60min，離心分離固液組分，再對固體組分進行去離子水洗，在90℃～120℃干燥箱中干燥，即得到回收處理的廢舊磷酸鐵鋰正極材料。

4.如權利要求1-3任一項所述的一種再生的磷酸鐵鋰正極極片，其特征在于，所述補鋰添加劑的化學表達式為li2mo2，其中m為ni、mn、cu、fe、cr、zn、al、mo中的至少一種。

5.如權利要求1-3任一項所述的一種再生的磷酸鐵鋰正極極片，其特征在于，所述快離子導體為lialtipo4、li7la3zr2o12、li3bo3、li6.4la3zr1.4ta0.6o12或li1.5a10.5ge1.5(po4)3中的至少一種。

6.如權利要求4所述的一種再生的磷酸鐵鋰正極極片，其特征在于，所述快離子導體為lialtipo4、li7la3zr2o12、li3bo3、li6.4la3zr1.4ta0.6o12或li1.5a10.5ge1.5(po4)3中的至少一種。

7.如權利要求1-3任一項所述的一種再生的磷酸鐵鋰正極極片，其特征在于，所述粘結劑為聚偏氟乙烯、丁苯橡膠、聚酰亞胺、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氨酯或羧甲基纖維素鈉中的至少一種。

8.一種磷酸鐵鋰電池，其特征在于，采用包括權利要求1-7任一項所述的再生的磷酸鐵鋰正極極片預制磷酸鐵鋰電池，再進行預循環(huán)修復處理，制得磷酸鐵鋰電池。

9.如權利要求8所述的磷酸鐵鋰電池，其特征在于，所述預循環(huán)修復處理步驟為：在50～80℃溫度環(huán)境下，將預制的所述磷酸鐵鋰電池使用2a倍率的恒電流充電至3.65v，然后使用a/2倍率恒壓充電，靜置一段時間后再使用a倍率的恒電流放電至2.0v，該過程反復進行三次，其中0.01c≤a≤0.05c。

10.如權利要求9所述的磷酸鐵鋰電池，其特征在于，包括下述制備步驟：

技術總結
本發(fā)明提供了一種再生的磷酸鐵鋰正極極片，包括：回收處理的廢舊磷酸鐵鋰正極材料70～90%、補鋰添加劑3～15%、快離子導體3～10%、粘結劑3～5%；其中回收處理的廢舊磷酸鐵鋰正極材料是將退役動力電池放電至電壓降低到0.5V以下后，采用物理方法將拆解、分離的正極極片粉碎后加入到pH為10～14的NaOH溶液中攪拌、離心處理、水洗、干燥得到。本發(fā)明還提供了一種磷酸鐵鋰電池，其是采用包括所述的再生的磷酸鐵鋰正極極片預制磷酸鐵鋰電池后，經(jīng)過預循環(huán)修復處理，制得修復再生的磷酸鐵鋰電池。本發(fā)明解決了動力電池中磷酸鐵鋰正極材料的回收問題，在降低磷酸鐵鋰電池制造成本的同時，可靠保證了磷酸鐵鋰電池的電化學性能，能夠達到商用儲能類鋰電池的要求。

技術研發(fā)人員：陳建軍,楊明,宋佳音,田勇
受保護的技術使用者：深圳清研鋰業(yè)科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6