一种自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收PVDF的方法与流程

本发明涉及资源回收技术领域，尤其是涉及一种自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收pvdf的方法。

背景技术：

磷酸铁锂正极材料（简称lfp）因其原料来源丰富、价廉、无毒、理论容量高、热稳定性好以及循环性能好等优点备受关注，是动力电池的发展方向。随着磷酸铁锂动力电池使用量的增加，废旧磷酸铁锂电池的处置将成为新能源领域的关键环节。废旧电池正极材料若得不到安全处理，将对环境和公共安全产生巨大的危害。目前常规做法主要将电池经放电、拆解后回收外皮、集流体中的金属单质、正极粉及负极粉等。拆解后回收的正极粉主要含有磷酸铁锂、单质铝及粘结剂pvdf等，为初产品，一般还需经过化学回收法才可实现资源的高值再生。

目前，废旧废旧磷酸铁锂正极材料的回收方法主要为硫酸浸出工艺。其基本过程为废旧锂离子正极材料在硫酸中溶解，而后用碳酸钠调节浸出液ph值至碱性，使浸出液中的铁与磷形成磷酸铁产品，锂离子形成碳酸锂产品。

硫酸浸出工艺的浸出残渣，即废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣，主要含有pvdf（聚偏氟乙烯）及少量未回收的磷酸铁锂，目前无合理的处置方法。pvdf是一种高强度、耐腐蚀的物质，其兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是含氟塑料中产量名列第二位的大产品，用途极为广泛。因此，自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中回收pvdf的意义重大。

技术实现要素：

本发明设计了一种自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收pvdf的方法，其解决的技术问题是废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中用途广泛的pvdf缺少回收方法。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收pvdf的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，用有机溶剂将废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中的pvdf选择性溶解，液固分离后获得pvdf溶解液；

步骤二，将步骤一中得到的所述pvdf溶解液加温，使有机溶解挥发，实现pvdf与有机溶剂的分离，得到再生的pvdf产品。

进一步，将步骤二中挥发的有机溶剂冷凝形成冷凝液，所述冷凝液作为步骤一中的有机溶剂用于溶解废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中的pvdf。

进一步，步骤一中的所述有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺或n,n-二甲基甲酰胺中的一种或几种的混合物。

进一步，步骤一中所述pvdf的溶解温度为常温～100℃。

进一步，步骤一中所述pvdf的溶解温度为常温～100℃。

进一步，步骤二中所述pvdf溶解液加温使有机溶剂挥发的温度为170～250℃。

进一步，步骤二中所述pvdf溶解液加温使有机溶剂挥发的温度为170～250℃。

进一步，步骤二中所述pvdf溶解液加温使有机溶剂挥发的温度为170～250℃。

该自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收pvdf的方法具有以下有益效果：

（1）本发明自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收pvdf的方法流程简单，可实现其中pvdf的高值回收。

（2）本发明的产物再生pvdf产品的纯度大于99.5wt%，可达到相关标准的要求。

（3）本发明过程清洁，无废水及废气排放。

附图说明

图1：本发明自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收pvdf的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合图，对本发明做进一步说明：

如图1所示，一种自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收pvdf的方法，包括如下步骤：

步骤一，将废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣用有机溶剂选择性溶解pvdf，液固分离后获得pvdf溶解液；

步骤二，将步骤一得到的pvdf溶解液加温，使有机溶解挥发，实现pvdf与有机溶剂的分离，并制得再生pvdf产品；

步骤三，将步骤二中挥发的有机溶剂冷凝，冷凝液返回步骤一用于溶解pvdf。

实施例1

一种自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收pvdf的方法，包括如下步骤：

步骤一，将废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣用n-甲基吡咯烷酮在常温下选择性溶解pvdf，液固分离后获得pvdf溶解液；

步骤二，将步骤一中得到的pvdf溶解液加温至250℃，使n-甲基吡咯烷酮挥发，实现pvdf与n-甲基吡咯烷酮的分离，并制得再生pvdf产品；

步骤三，将步骤二中挥发的n-甲基吡咯烷酮冷凝，冷凝液返回步骤一用于溶解pvdf。

经挥发n-甲基吡咯烷酮后得到的再生pvdf产品取样，分析其纯度为99.6%。

实施例2

一种自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收pvdf的方法，包括如下步骤：

步骤一，将废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣用二甲基乙酰胺在100℃下选择性溶解pvdf，液固分离后获得pvdf溶解液；

步骤二，将步骤一中得到的pvdf溶解液加温至250℃，使二甲基乙酰胺挥发，实现pvdf与二甲基乙酰胺的分离，并制得再生pvdf产品；

步骤三，将步骤二中挥发的二甲基乙酰胺冷凝，冷凝液返回步骤一用于溶解pvdf。

经挥发二甲基乙酰胺后得到的再生pvdf产品取样，分析其纯度为99.5%。

实施例3

一种自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收pvdf的方法，包括如下步骤：

步骤一，将废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣用n,n-二甲基甲酰胺在100℃下选择性溶解pvdf，液固分离后获得pvdf溶解液；

步骤二，将步骤一中得到的pvdf溶解液加温至170℃，使n,n-二甲基甲酰胺挥发，实现pvdf与n,n-二甲基甲酰胺的分离，并制得再生pvdf产品；

步骤三，将步骤二中挥发的n,n-二甲基甲酰胺冷凝，冷凝液返回步骤一用于溶解pvdf。

经挥发n,n-二甲基甲酰胺后得到的再生pvdf产品取样，分析其纯度为99.8%。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收PVDF的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，用有机溶剂将废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中的PVDF选择性溶解，液固分离后获得PVDF溶解液；步骤二，将步骤一中得到的所述PVDF溶解液加温，使有机溶解挥发，实现PVDF与有机溶剂的分离，得到再生的PVDF产品。本发明自废旧磷酸铁锂正极粉酸浸尾渣中分离回收PVDF的方法流程简单，可实现PVDF的高值回收，且本发明过程清洁，无废水及废气排放。

技术研发人员：沈伟
受保护的技术使用者：宁波富锂锂电池有限公司
技术研发日：2019.07.03
技术公布日：2019.11.05