一种废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法及应用与流程

本发明涉及废旧锂电池回收，尤其涉及一种废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法及应用。

背景技术：

1、磷酸铁锂因其安全性、无毒、低成本和寿命延长是市场上最受欢迎的锂电池类型之一，如何回收不断增长的废弃磷酸铁锂正极片已经成为一个紧迫的问题。

2、目前，废锂离子电池的回收方法已得到广泛发展，如提取工艺、化学沉淀工艺和电解工艺等等，湿法冶金法是回收废弃磷酸铁锂黑粉中金属最常用的方法，可将磷酸铁锂进行资源回收。但是，湿法冶金过程中需要消耗大量的化学药剂，从而排放大量的含盐废水；在电解过程中，原材料浪费，导致附加值低，经济效益差；此外，磷酸铁锂材料表面的导电碳涂层在长期循环中可能开裂进而老化脱落，在回收过程中会导致废磷酸铁锂正极粉中的碳分布不均，在修复过程中磷酸铁锂电化学性能的均匀性得不到保障，使得再生磷酸铁锂正极材料的电化学性能不佳，这些缺点极大地阻碍了废弃磷酸铁锂的有效回收利用。

3、因此，开发一种具备高电化学性能的废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法势在必行。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法及应用，用于解决如何提高再生磷酸铁锂正极材料的电化学性能的问题。

2、为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法，包括以下步骤：

4、s1.将废弃磷酸铁锂正极片进行一次破碎，再进行无氧热解，而后进行二次破碎，得废弃磷酸铁锂正极粉；

5、s2.在惰性气氛下，一段焙烧废弃磷酸铁锂正极粉，而后补充碳源、磷源、锂源后，加水浆化，得到浆料，将浆料进行砂磨、喷雾干燥，即得磷酸铁锂正极粉修复原料；一段焙烧的终温温度为600-850℃，一段焙烧的时间为2-18h，升温速率为4-8℃/min；

6、s3.在惰性气氛下，将磷酸铁锂正极粉修复原料于600-800℃终温下进行二段焙烧，即得再生磷酸铁锂正极材料。

7、优选的，步骤s1中，无氧热解的温度为500-650℃，无氧热解的时间为0.5-2h。

8、优选的，步骤s1中，二次破碎所用的筛网孔径为50-100目。

9、优选的，步骤s1中，经一次破碎后的废弃磷酸铁锂正极片的粒径为1-3mm。

10、优选的，步骤s2中，砂磨的工艺条件为：砂磨时间为0.5-2h，固含量为20-40％，介质填充率为70-80％，转速为2300-3300rpm。

11、优选的，步骤s2中，喷雾干燥的进料温度为170-240℃，出料温度为80-150℃。

12、优选的，步骤s2及步骤s3中，氮气流量为1-8l/min。

13、优选的，浆料中，碳、磷、锂的摩尔比为1-1.05:1:1-1.05。

14、第二方面，本申请提供一种再生磷酸铁锂正极材料。

15、第三方面，本申请提供一种再生磷酸铁锂正极材料在锂电池中的应用。

16、本申请的有益效果如下：

17、本申请通过将热解、一段无氧焙烧、浆化后得到的浆料进行砂磨、喷雾干燥，可实现修复料粒径的精准控制，保证修复后原料的粒度均匀性，再通过二段无氧焙烧工艺，实现废磷酸铁锂正极粉的修复再生，全过程安全高效，废磷酸铁锂正极粉修复后的电化学性能可靠；

18、本申请通过热解工艺分解铝箔和废弃磷酸铁锂正极片，绿色环保且流程更短，适用于工业广泛应用。

技术特征：

1.一种废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法，其特征在于，步骤s1中，所述无氧热解的温度为500-650℃，无氧热解的时间为0.5-2h。

3.根据权利要求1所述的废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法，其特征在于，步骤s1中，所述二次破碎所用的筛网孔径为50-100目。

4.根据权利要求1所述的废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法，其特征在于，步骤s1中，经一次破碎后的废弃磷酸铁锂正极片的粒径为1-3mm。

5.根据权利要求1所述的废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法，其特征在于，步骤s2中，砂磨的工艺条件为：砂磨时间为0.5-2h，固含量为20-40％，介质填充率为70-80％，转速为2300-3300rpm。

6.根据权利要求1所述的废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法，其特征在于，步骤s2中，喷雾干燥的进料温度为170-240℃，出料温度为80-150℃。

7.根据权利要求1所述的废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法，其特征在于，步骤s2及步骤s3中，氮气流量为1-8l/min。

8.根据权利要求1所述的废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法，其特征在于，所述浆料中，碳、磷、锂的摩尔比为1-1.05:1:1-1.05。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的修复再生方法得到的再生磷酸铁锂正极材料。

10.一种如权利要求9所述的再生磷酸铁锂正极材料在锂电池中的应用。

技术总结
本发明公开一种废弃磷酸铁锂正极片的修复再生方法及应用，包括以下步骤：S1.将废弃磷酸铁锂正极片进行一次破碎，再进行无氧热解，而后进行二次破碎，得废弃磷酸铁锂正极粉；S2.在惰性气氛下，一段焙烧废弃磷酸铁锂正极粉，而后补充碳源、磷源、锂源后，加水浆化，得到浆料，将浆料进行砂磨、喷雾干燥，即得磷酸铁锂正极粉修复原料；一段焙烧的终温温度为600‑850℃；S3.在惰性气氛下，将磷酸铁锂正极粉修复原料于600‑800℃终温下进行二段焙烧，即得再生磷酸铁锂正极材料；可实现修复原料的粒度均匀性，再通过无氧焙烧工艺，实现废磷酸铁锂正极粉的修复再生，电化学性能稳定。

技术研发人员：黄冬波,赵轩,冯诗韬
受保护的技术使用者：荆门动力电池再生技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8