本發(fā)明屬于二次電池材料再生。更具體地，涉及一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法。

背景技術(shù)：

1、在鋰離子電池的加工、測(cè)試以及使用過(guò)程中，均會(huì)產(chǎn)生大量的電池廢料，其中，尤其是對(duì)于電池正極材料的回收具有較高的價(jià)值，對(duì)于以磷酸鐵鋰為正極材料的電池而言，由于磷酸鐵鋰正極材料為橄欖石結(jié)構(gòu)，其物理結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但是，由于在實(shí)際使用過(guò)程中，需要對(duì)其進(jìn)行碳包覆或摻雜等處理，而在加工、測(cè)試或使用過(guò)程中，這些包覆層或摻雜物可能會(huì)被破壞，因此，回收后仍然需要對(duì)其進(jìn)行再生處理，才可以使得磷酸鐵鋰正極材料獲得理想的電化學(xué)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：對(duì)于磷酸鐵鋰電池，在對(duì)其正極活性物質(zhì)進(jìn)行回收和再生過(guò)程中，如何使得產(chǎn)品可以獲得理想的電化學(xué)性能的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法。

2、本發(fā)明的目的是提供一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法。

3、本發(fā)明上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

4、一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法，具體再生步驟包括：

5、拆解并分離得到正極極片，隨后烘干以去除正極極片中殘留電解液溶劑，以使電解液中含氟鋰鹽吸附于正極極片孔隙中；

6、其中，所述正極極片中包括正極集流體，以及涂布于正極集流體表面的正極活性物質(zhì)層，所述正極活性物質(zhì)層中，包括正極活性物質(zhì)，所述正極活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰；

7、將正極極片鋪設(shè)于反應(yīng)器中，預(yù)熱至100℃后，向反應(yīng)器中通入水蒸氣，于壓力為0.3-0.5mpa條件下，保壓處理1-3h后，泄壓至常壓，出料，分離去除正極集流體，收集得到正極活性物質(zhì)層；

8、將所述正極活性物質(zhì)層粉碎，以得到正極活性物質(zhì)層碎料；

9、按重量份數(shù)計(jì)，取100-110份正極活性物質(zhì)層碎料，20-25份硝酸鋰，3-5份草酸亞鐵，5-8份生物質(zhì)糖，混合均勻后，于惰性氣氛中加熱升溫至300-310℃，保溫熔融反應(yīng)4-8h后，冷卻，水洗，烘干后，于惰性氣氛中加熱升溫至660-680℃，保溫煅燒4-8h后，冷卻，出料，即完成廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生。

10、上述技術(shù)方案的有益效果：

11、首先，將回收得到的正極極片進(jìn)行烘干，在此過(guò)程中，正極極片孔隙中吸收的電解液會(huì)開(kāi)始揮發(fā)，此時(shí)，主要揮發(fā)的是電解液中的溶劑，而電解液中的含氟鋰鹽則殘留在正極極片的孔隙中；

12、隨后，再采用水蒸氣加壓反應(yīng)，水蒸氣會(huì)不斷向正極極片孔隙中擴(kuò)散滲透，在此過(guò)程中，孔隙中殘留的含氟鋰鹽可以和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，從而生產(chǎn)hf，需要注意的是，由于反應(yīng)器中溫度以及壓力的作用下，hf與水蒸氣共同在蒸氣壓力下向正極極片孔隙內(nèi)部擴(kuò)散滲透，從而使得正極極片表面的正極活性物質(zhì)層與正極集流體（鋁箔）之間的結(jié)合界面被有效且充分破壞，而在泄壓至常壓過(guò)程中，由于壓力的快速降低，導(dǎo)致內(nèi)部的hf和水蒸氣快速泄出，在此過(guò)程中，可以進(jìn)一步利于正極活性物質(zhì)層與正極集流體界面的剝離；

13、在后續(xù)的再生過(guò)程中，得益于水蒸氣和hf氣體擴(kuò)散滲透形成的孔隙存在，將有利于熔融物質(zhì)向內(nèi)部孔隙中擴(kuò)散滲透，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于正極活性材料的充分且均勻的補(bǔ)鋰和鐵等元素；使得再生得到的磷酸鐵鋰正極材料的電化學(xué)性能可以達(dá)到理想的結(jié)果。

14、進(jìn)一步的，所述具體再生步驟還包括：

15、將所述正極活性物質(zhì)層碎料和溶劑n-甲基吡咯烷酮混合后，攪拌呈漿料，再將所得漿料噴霧造粒，得活性物質(zhì)顆粒；

16、按重量份數(shù)計(jì)，取100-110份活性物質(zhì)顆粒，15-20份硝酸鋰，3-5份草酸亞鐵，5-8份生物質(zhì)糖，混合均勻后，于惰性氣氛中加熱升溫至300-310℃，保溫熔融反應(yīng)4-8h后，冷卻，水洗，烘干后，于惰性氣氛中加熱升溫至660-680℃，保溫煅燒4-8h后，冷卻，出料，即完成廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生。

17、進(jìn)一步的，所述具體再生步驟還包括：

18、將所述正極活性物質(zhì)層碎料和溶劑n-甲基吡咯烷酮混合后，攪拌呈漿料，再將所得漿料噴霧造粒，篩分出d50為80-120μm的活性物質(zhì)顆粒。

19、上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步的將正極活性物質(zhì)層碎料和n-甲基吡咯烷酮混合，在該過(guò)程中，n-甲基吡咯烷酮可以將正極活性物質(zhì)層碎料中的粘結(jié)劑（pvdf）重新溶解后，形成漿料，并且在噴霧干燥過(guò)程中，借助pvdf的粘結(jié)作用，使正極活性物質(zhì)形成球形顆粒物，從而有利于在后續(xù)的再生過(guò)程中，與熔鹽的接觸面積增大，并且，由于在噴霧造粒過(guò)程中，溶劑n-甲基吡咯烷酮的擴(kuò)散形成的孔道，不僅降低了活性物質(zhì)顆粒的密度，使其容易在熔鹽體系中懸浮，避免沉降，同時(shí)還提供了熔鹽的擴(kuò)散通路，使得熔鹽的處理過(guò)程是充分且均勻的。

20、進(jìn)一步的，所述生物質(zhì)糖選自葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、蔗糖中的任意一種。

21、進(jìn)一步的，所述具體制備步驟還包括：

22、按重量份數(shù)計(jì)，取100-110份正極活性物質(zhì)層碎料，20-25份硝酸鋰，3-5份草酸亞鐵，5-8份生物質(zhì)糖，混合均勻后，于惰性氣氛中，以0.3-0.5℃/min速率，緩慢加熱升溫至300-310℃，保溫熔融反應(yīng)4-8h后，冷卻，水洗，烘干后，于惰性氣氛中加熱升溫至660-680℃，保溫煅燒4-8h后，冷卻，出料，即完成廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生。

23、進(jìn)一步的，所述具體制備步驟還包括：

24、按重量份數(shù)計(jì)，取100-110份正極活性物質(zhì)層碎料，20-25份硝酸鋰，3-5份草酸亞鐵，5-8份生物質(zhì)糖，混合均勻后，于惰性氣氛中，以0.3-0.5℃/min速率，緩慢加熱升溫至300-310℃，保溫熔融反應(yīng)4-8h后，冷卻，水洗，烘干后，于惰性氣氛中，以3-5℃/min速率快速加熱升溫至660-680℃，保溫煅燒4-8h后，冷卻，出料，即完成廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生。

25、上述技術(shù)方案進(jìn)一步的控制在熔融過(guò)程中的升溫速率，采用較低的升溫速率進(jìn)行緩慢升溫，使得熔鹽的熔融過(guò)程得到控制，主要是熔鹽的導(dǎo)熱系數(shù)和正極活性物質(zhì)顆粒之間的導(dǎo)熱系數(shù)不同，而在熔融過(guò)程中，熱量的傳遞需要依靠?jī)烧咴趦?nèi)部進(jìn)行熱量的傳遞，緩慢的升溫速率可以使得體系整體的溫度相對(duì)均衡，避免局部過(guò)熱，從而導(dǎo)致反應(yīng)的不均衡性，使得最終處理的產(chǎn)品區(qū)域不一致，這是不希望看到的。

26、進(jìn)一步的，所述含氟鋰鹽選自六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰中的任意一種。

27、進(jìn)一步的，所述含氟鋰鹽的質(zhì)量占所述電解液總質(zhì)量的5-12%。

技術(shù)特征：

1.一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法，其特征在于，具體再生步驟包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法，其特征在于，所述具體再生步驟還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法，其特征在于，所述具體再生步驟還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法，其特征在于，所述生物質(zhì)糖選自葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、蔗糖中的任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法，其特征在于，所述具體制備步驟還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法，其特征在于，所述具體制備步驟還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法，其特征在于，所述含氟鋰鹽選自六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰中的任意一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法，其特征在于，所述含氟鋰鹽的質(zhì)量占所述電解液總質(zhì)量的5-12%。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于二次電池材料再生技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生方法。本發(fā)明具體再生步驟包括：拆解并分離得到正極極片，隨后烘干以去除正極極片中殘留電解液；將正極極片鋪設(shè)于反應(yīng)器中，預(yù)熱至100℃后，向反應(yīng)器中通入水蒸氣，于壓力為0.3?0.5MPa條件下，保壓處理1?3h后，泄壓至常壓，出料，分離去除正極集流體，收集得到正極活性物質(zhì)層；將所述正極活性物質(zhì)層粉碎，以得到正極活性物質(zhì)層碎料；取正極活性物質(zhì)層碎料，硝酸鋰，草酸亞鐵，生物質(zhì)糖，混合均勻后，于惰性氣氛中加熱升溫，保溫熔融反應(yīng)后，冷卻，水洗，烘干后，于惰性氣氛中加熱升溫，保溫煅燒后，冷卻，出料，即完成廢舊磷酸鐵鋰電池的材料的再生。

技術(shù)研發(fā)人員：劉浩涵,解帆,陳銳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東省銳馳新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28