一种废旧磷酸铁锂动力电池绿色回收处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于废电池回收处理技术领域，特别是涉及一种废旧磯酸铁裡动力电池绿 色回收处理方法。
【背景技术】
[0002] 目前我国现有的废旧裡离子电池回收技术虽然较多，但该些设备及工艺只适用 于含有Co等稀贵金属的数码裡离子电池（LiCo〇2型，H元型），即先将正极材料酸溶形成 C〇"、Li+等，再用萃取法、化学沉淀法、电解法回收仿5〇4心2〇)3、(：0〔2〇4、(：0伽)2、金属(：0等。 但该些方法使用大量的有机试剂（酸，萃取剂），对环境会造成二次污染；工艺复杂，对设备 的要求高；附加值低，成本高。由于低附加值和高成本，使得该些技术不适用于回收处理不 含稀贵金属的废旧裡离子动力电池（LiFeP〇4、LiMn2〇4等）。因此开发专口针对裡离子动力 电池的回收技术尤为必要。
[0003] 磯酸铁裡电池由于具有超长寿命、快速充放电、耐高温、大容量、无记忆、使用安全 等特点而成为当前市场裡电池的首选。随着我国电动汽车、电动自行车的示范运营及推广 速度加快，对动力电池尤其是WLWeP〇4、LiMn2〇4型为代表的裡离子动力电池的用量急剧增 加，未来将面临着大量废旧动力电池处理问题，该些废旧电池如果不处理或处理不好，不但 会污染环境，而且还会造成资源浪费。
[0004] 中国专利CN101383441A公开了一种磯酸铁裡电池正极废片的综合回收方法，虽 然避免了固体废弃物的污染，但工艺过于复杂，使用原材料较多，同时正极材料的化学成分 已发生变化。中国专利CN1585180A公开了一种裡离子二次电池正极残料的回收方法，该 方法将制备裡离子二次电池时产生的正极边角料残片进行热处理，除去铅铅基体与正极材 料之间的粘合剂，采用机械方法将铅铅基体与正极材料脱离，但采用该方法回收的正极材 料制成的裡离子二次电池的容量较低。中国专利CN1953269A公开了一种废旧裡离子电池 的回收方法，虽然能分离得到粗制的各种材料，但是工艺条件较高，回收材料制成的二次 电池容量较低。美国专利US6514311B1公开了一种从废裡离子电池回收金属的无污染方 法（CleanProcessofRecoveringMetalsfromWaterLithiumIronBatteries),通 过锻烧方法将电池破坏分解，然后再用电解方法将电池的集流体和活性物质分离，从中提 取出贵重金属，但是锻烧方法破坏力较强，容易起火燃烧，而且不易分离残片。中国专利 CN101847763A公开了一种废旧磯酸铁裡电池综合回收的方法，采用湿法冶金工艺，将废旧 磯酸铁裡材料分别通过酸溶、净化和沉淀得到富含铁、裡、磯离子的沉淀物，再在沉淀物中 加入铁源、裡源或磯源化合物W调整铁、裡、磯的摩尔比，最后加入碳源，经球磨、惰性气氛 中锻烧得到新的磯酸铁裡正极材料，此方法原材料适用范围广，但在实际操作过程中条件 较难控制，操作过程中产生的废水较难处理，同时，操作过程对设备防腐要求很高，操作环 境恶劣。中国专利CN101916889公开了一种裡离子动力电池回收制备磯酸铁裡的方法，该 方法在分离磯酸铁裡正极材料后用无机酸浸出Li\化"和PO/^然后加入裡盐或者铁盐和 抗坏血酸，控制抑值得到沉淀，最后在藏糖水溶液中球磨、干燥和锻烧得到磯酸铁裡，该方 法工艺过程中缺少去除金属杂质的步骤，会使产品还有大量其他金属，影响品质。
【发明内容】
[0005] 为解决磯酸铁裡动力电池回收成本高，工艺复杂，污染严重等问题，我们提出了一 种废旧磯酸铁裡动力电池绿色回收处理方法，采用本发明可W简化工艺流程，控制成本和 污染。
[0006] 本发明是通过W下技术方案实现的：本发明提供一种废旧磯酸铁裡动力电池绿 色回收处理方法，步骤如下： 1)首先将废旧电池进行放电，根据所述磯酸铁裡电池的容量，在该电池正极和负极之 间连接负载，控制初始放电电流在该电池Ah容量值的0.1-0. 5倍之间，放电时间控制在 2-20小时内，直至电池电压下降为零；将放电处理后的电池移至真空手套箱中，利用机械 力切割拆解电池，取出电芯，浸泡于溶剂中，浸泡后的铅塑膜和极耳直接回收； 优选地，极片使用的粘结剂为油溶性粘结剂时，所述溶剂为N-甲基化咯焼丽（NMP)，当 极片使用的粘结剂为水溶性粘结剂时所述溶剂为去离子水。其中，NMP溶剂为制作裡离子 电池时的废液，此处经过处理后可循环利用。
[0007] 2)浸泡后的电芯采用机械分离，分别得到纯净的正极片、负极片和隔膜，隔膜直接 回收，正极片和负极片留待后续操作； 3)分别将正极片和负极片机械粉碎，控制碎片的尺寸不大于2cm，将碎片置于碱液中浸 泡揽拌，洗涂过滤。将所得物料在真空条件下烘干，收集干物料。
[0008] 优选地，所述的稀碱液为LiOH、化0H或K0H溶液，抑值为10~13,废碱液经处理后 可循环利用。
[0009] 4)分别将干燥后的正极物料、负极物料机械揽拌，然后进行筛分，得到铅铅片、正 极粗粉料(正极粉料和少量的铅屑）和铜铅片、负极粗粉料(负极粉料和少量的铜屑），将分 离后的铅铅片和铜铅片回收。分别将正极粗粉料、负极粗粉料进行球磨、筛分。
[0010] 5)将筛分后的正极粉料(磯酸铁裡和己快黑）在惰性气氛下进行不同温度的热处 理，负极粉料(石墨和己快黑）在空气气氛下进行不同温度的热处理。回收所有粉料。
[0011] 优选地，正极粉料在惰性气氛下热处理，负极粉料在空气气氛下热处理。
[0012] 优选地，热处理的温度，正极粉料为15CTC-40(TC，负极粉料为20(TC-45CTC。与 现有技术相比，选用的温度较低，降低了大量能耗，得到同样纯度的粉料。
[0013] 优选地，所述惰性气氛为氮气、氮气、氛气或氮气。
[0014] 整个回收过程在一个密封的环境中，回收过程中所产生的废气在通过净化培中处 理，对环境与现有技术相比，本发明的有益效果在于： a、 节约能耗，降低回收成本； b、 所用稀碱液和溶剂没有排放，经过处理可W直接循环再利用，节约成本的同时不污 染环境； C、整个工艺流程不涉及废气和废水排放，对环境没有污染；t回收后的粉料纯净，无需再加工即可用于生产电池； e、回收粉料再生产的裡离子电池性能优良。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明回收的5种副产物的照片； A;隔膜；B;铅塑膜；C;极耳；D;铜铅；E;铅铅； 图2为本发明回收的正极粉料的循环性能曲线； 图3为本发明回收的负极粉料的循环性能曲线； 图4为本发明回收的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限 于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通或改变都落入本发明保护范围；且下 述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0017]