一種廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池綠色回收處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢電池回收處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種廢舊磯酸鐵裡動(dòng)力電池綠 色回收處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國(guó)現(xiàn)有的廢舊裡離子電池回收技術(shù)雖然較多，但該些設(shè)備及工藝只適用 于含有Co等稀貴金屬的數(shù)碼裡離子電池（LiCo〇2型，H元型），即先將正極材料酸溶形成 C〇"、Li+等，再用萃取法、化學(xué)沉淀法、電解法回收仿5〇4心2〇)3、(：0〔2〇4、(：0伽)2、金屬(：0等。 但該些方法使用大量的有機(jī)試劑（酸，萃取劑），對(duì)環(huán)境會(huì)造成二次污染；工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備 的要求高；附加值低，成本高。由于低附加值和高成本，使得該些技術(shù)不適用于回收處理不 含稀貴金屬的廢舊裡離子動(dòng)力電池（LiFeP〇4、LiMn2〇4等）。因此開發(fā)?？卺槍?duì)裡離子動(dòng)力 電池的回收技術(shù)尤為必要。
[0003] 磯酸鐵裡電池由于具有超長(zhǎng)壽命、快速充放電、耐高溫、大容量、無(wú)記憶、使用安全 等特點(diǎn)而成為當(dāng)前市場(chǎng)裡電池的首選。隨著我國(guó)電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車的示范運(yùn)營(yíng)及推廣 速度加快，對(duì)動(dòng)力電池尤其是WLWeP〇4、LiMn2〇4型為代表的裡離子動(dòng)力電池的用量急劇增 加，未來(lái)將面臨著大量廢舊動(dòng)力電池處理問(wèn)題，該些廢舊電池如果不處理或處理不好，不但 會(huì)污染環(huán)境，而且還會(huì)造成資源浪費(fèi)。
[0004] 中國(guó)專利CN101383441A公開了一種磯酸鐵裡電池正極廢片的綜合回收方法，雖 然避免了固體廢棄物的污染，但工藝過(guò)于復(fù)雜，使用原材料較多，同時(shí)正極材料的化學(xué)成分 已發(fā)生變化。中國(guó)專利CN1585180A公開了一種裡離子二次電池正極殘料的回收方法，該 方法將制備裡離子二次電池時(shí)產(chǎn)生的正極邊角料殘片進(jìn)行熱處理，除去鉛鉛基體與正極材 料之間的粘合劑，采用機(jī)械方法將鉛鉛基體與正極材料脫離，但采用該方法回收的正極材 料制成的裡離子二次電池的容量較低。中國(guó)專利CN1953269A公開了一種廢舊裡離子電池 的回收方法，雖然能分離得到粗制的各種材料，但是工藝條件較高，回收材料制成的二次 電池容量較低。美國(guó)專利US6514311B1公開了一種從廢裡離子電池回收金屬的無(wú)污染方 法（CleanProcessofRecoveringMetalsfromWaterLithiumIronBatteries),通 過(guò)鍛燒方法將電池破壞分解，然后再用電解方法將電池的集流體和活性物質(zhì)分離，從中提 取出貴重金屬，但是鍛燒方法破壞力較強(qiáng)，容易起火燃燒，而且不易分離殘片。中國(guó)專利 CN101847763A公開了一種廢舊磯酸鐵裡電池綜合回收的方法，采用濕法冶金工藝，將廢舊 磯酸鐵裡材料分別通過(guò)酸溶、凈化和沉淀得到富含鐵、裡、磯離子的沉淀物，再在沉淀物中 加入鐵源、裡源或磯源化合物W調(diào)整鐵、裡、磯的摩爾比，最后加入碳源，經(jīng)球磨、惰性氣氛 中鍛燒得到新的磯酸鐵裡正極材料，此方法原材料適用范圍廣，但在實(shí)際操作過(guò)程中條件 較難控制，操作過(guò)程中產(chǎn)生的廢水較難處理，同時(shí)，操作過(guò)程對(duì)設(shè)備防腐要求很高，操作環(huán) 境惡劣。中國(guó)專利CN101916889公開了一種裡離子動(dòng)力電池回收制備磯酸鐵裡的方法，該 方法在分離磯酸鐵裡正極材料后用無(wú)機(jī)酸浸出Li\化"和PO/^然后加入裡鹽或者鐵鹽和 抗壞血酸，控制抑值得到沉淀，最后在藏糖水溶液中球磨、干燥和鍛燒得到磯酸鐵裡，該方 法工藝過(guò)程中缺少去除金屬雜質(zhì)的步驟，會(huì)使產(chǎn)品還有大量其他金屬，影響品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決磯酸鐵裡動(dòng)力電池回收成本高，工藝復(fù)雜，污染嚴(yán)重等問(wèn)題，我們提出了一 種廢舊磯酸鐵裡動(dòng)力電池綠色回收處理方法，采用本發(fā)明可W簡(jiǎn)化工藝流程，控制成本和 污染。
[0006] 本發(fā)明是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明提供一種廢舊磯酸鐵裡動(dòng)力電池綠 色回收處理方法，步驟如下： 1)首先將廢舊電池進(jìn)行放電，根據(jù)所述磯酸鐵裡電池的容量，在該電池正極和負(fù)極之 間連接負(fù)載，控制初始放電電流在該電池Ah容量值的0.1-0. 5倍之間，放電時(shí)間控制在 2-20小時(shí)內(nèi)，直至電池電壓下降為零；將放電處理后的電池移至真空手套箱中，利用機(jī)械 力切割拆解電池，取出電芯，浸泡于溶劑中，浸泡后的鉛塑膜和極耳直接回收； 優(yōu)選地，極片使用的粘結(jié)劑為油溶性粘結(jié)劑時(shí)，所述溶劑為N-甲基化咯焼麗（NMP)，當(dāng) 極片使用的粘結(jié)劑為水溶性粘結(jié)劑時(shí)所述溶劑為去離子水。其中，NMP溶劑為制作裡離子 電池時(shí)的廢液，此處經(jīng)過(guò)處理后可循環(huán)利用。
[0007] 2)浸泡后的電芯采用機(jī)械分離，分別得到純凈的正極片、負(fù)極片和隔膜，隔膜直接 回收，正極片和負(fù)極片留待后續(xù)操作； 3)分別將正極片和負(fù)極片機(jī)械粉碎，控制碎片的尺寸不大于2cm，將碎片置于堿液中浸 泡攬拌，洗涂過(guò)濾。將所得物料在真空條件下烘干，收集干物料。
[0008] 優(yōu)選地，所述的稀堿液為L(zhǎng)iOH、化0H或K0H溶液，抑值為10~13,廢堿液經(jīng)處理后 可循環(huán)利用。
[0009] 4)分別將干燥后的正極物料、負(fù)極物料機(jī)械攬拌，然后進(jìn)行篩分，得到鉛鉛片、正 極粗粉料(正極粉料和少量的鉛屑）和銅鉛片、負(fù)極粗粉料(負(fù)極粉料和少量的銅屑），將分 離后的鉛鉛片和銅鉛片回收。分別將正極粗粉料、負(fù)極粗粉料進(jìn)行球磨、篩分。
[0010] 5)將篩分后的正極粉料(磯酸鐵裡和己快黑）在惰性氣氛下進(jìn)行不同溫度的熱處 理，負(fù)極粉料(石墨和己快黑）在空氣氣氛下進(jìn)行不同溫度的熱處理?；厥账蟹哿?。
[0011] 優(yōu)選地，正極粉料在惰性氣氛下熱處理，負(fù)極粉料在空氣氣氛下熱處理。
[0012] 優(yōu)選地，熱處理的溫度，正極粉料為15CTC-40(TC，負(fù)極粉料為20(TC-45CTC。與 現(xiàn)有技術(shù)相比，選用的溫度較低，降低了大量能耗，得到同樣純度的粉料。
[0013] 優(yōu)選地，所述惰性氣氛為氮?dú)?、氮?dú)狻⒎諝饣虻獨(dú)狻?br>[0014] 整個(gè)回收過(guò)程在一個(gè)密封的環(huán)境中，回收過(guò)程中所產(chǎn)生的廢氣在通過(guò)凈化培中處 理，對(duì)環(huán)境與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于： a、 節(jié)約能耗，降低回收成本； b、 所用稀堿液和溶劑沒(méi)有排放，經(jīng)過(guò)處理可W直接循環(huán)再利用，節(jié)約成本的同時(shí)不污 染環(huán)境； C、整個(gè)工藝流程不涉及廢氣和廢水排放，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染；t回收后的粉料純凈，無(wú)需再加工即可用于生產(chǎn)電池； e、回收粉料再生產(chǎn)的裡離子電池性能優(yōu)良。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明回收的5種副產(chǎn)物的照片； A;隔膜；B;鉛塑膜；C;極耳；D;銅鉛；E;鉛鉛； 圖2為本發(fā)明回收的正極粉料的循環(huán)性能曲線； 圖3為本發(fā)明回收的負(fù)極粉料的循環(huán)性能曲線； 圖4為本發(fā)明回收的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合實(shí)施例，更具體地說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不局限 于下面的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所做的任何形式上的變通或改變都落入本發(fā)明保護(hù)范圍；且下 述實(shí)施例中的方法，如無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0017]