本發(fā)明涉及鋰離子電池，更具體的說(shuō)是涉及一種針對(duì)漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

1、磷酸鐵鋰(lifepo4，lfp)電池因其安全性能高、使用壽命長(zhǎng)及無(wú)模組設(shè)計(jì)等新興技術(shù)突破而備受關(guān)注，被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能電站等領(lǐng)域。隨著近些年新能源汽車的爆發(fā)式增長(zhǎng)，退役鋰離子電池的報(bào)廢量也與日俱增?，F(xiàn)行的鋰離子電池的回收方法，包括火法、濕法回收等，分別存在著能耗高、使用強(qiáng)酸強(qiáng)堿試劑等問(wèn)題。

2、因此，在不破壞電極材料結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，旨在將失效正極材料的成分和結(jié)構(gòu)恢復(fù)到原始狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)廢棄鋰離子電池的最優(yōu)化可持續(xù)回收是目前研究人員探索主要思路。

3、目前在各種報(bào)道中所采用的廢舊磷酸鐵鋰正極材料依舊具有很高的放電比容量(80-100mah?g-1)，而對(duì)于漏液的廢舊lfp電池中的正極的回收研究甚少，在此類廢舊lfp電池中的lfp正極材料由于漏液導(dǎo)致其放電比容量較低甚至只有30mah?g-1，在電感耦合測(cè)試(icp)中鋰的含量也僅有1％。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種工藝簡(jiǎn)單，工藝周期短，能耗低，回收效率高；采用檸檬酸鋰直接回收漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極的方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種針對(duì)漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極修復(fù)方法，包括以下步驟：

4、(1)將漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池置于鹽溶液中靜置，完成深度放電；

5、(2)將放電后的電池進(jìn)行拆解，得到廢棄磷酸鐵鋰正極極片、隔膜和廢棄石墨負(fù)極；

6、(3)將得到的廢棄磷酸鐵鋰極片在碳酸二甲酯中浸泡，去除殘留電解液，然后經(jīng)干燥去除殘留碳酸二甲酯，得到干燥后的廢舊磷酸鐵鋰極片；

7、(4)將得到的廢棄磷酸鐵鋰極片經(jīng)高溫退火去除其上的粘結(jié)劑和殘余有機(jī)物；

8、(5)將高溫退火后的磷酸鐵鋰極片進(jìn)行鋁箔和正極粉末的分離，分離后得到廢舊磷酸鐵鋰正極粉末；

9、(6)將廢舊磷酸鐵鋰正極粉末和檸檬酸鋰試劑分散到去離子水中，蒸發(fā)掉去離子水后得到均勻分散的粉末；

10、(7)將得到的粉末放入爐中煅燒，得到修復(fù)后的磷酸鐵鋰正極。

11、優(yōu)選的，步驟(1)中所述鹽溶液中靜置為在飽和氯化鈉溶液中靜置24h。

12、優(yōu)選的，步驟(2)中所述拆解為在充滿氬氣的手套箱中進(jìn)行拆解。

13、優(yōu)選的，步驟(3)中所述浸泡的時(shí)間為12h；所述干燥為在80℃下干燥12h。

14、優(yōu)選的，步驟(4)中所述高溫退火為在氬氣氣氛中以5℃/min的升溫速率升至500℃，保溫5h。

15、優(yōu)選的，步驟(6)中所述廢舊磷酸鐵鋰正極粉末和檸檬酸鋰試劑按li：fe：p＝1.04:1:1稱取。

16、優(yōu)選的，步驟(7)中所述煅燒為在氬氣氣氛中以5℃/min的升溫速率升至750℃，保溫10h。

17、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

18、1、傳統(tǒng)的正極材料回收方式如濕法回收、火法回收對(duì)于只含有鋰一種有回收價(jià)值的磷酸鐵鋰正極材料來(lái)說(shuō)并不適用，直接回收更具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

19、2、普通的直接回收方式針對(duì)的廢舊磷酸鐵鋰正極受損情況輕，本方案針對(duì)的廢舊磷酸鐵鋰正極受損情況嚴(yán)重，由于檸檬酸鋰獨(dú)有的“低溫包碳+高溫補(bǔ)鋰”特性，使得本修復(fù)方案更具有普適性。

20、3、在本次工作中采用檸檬酸鋰作為鋰源及還原劑，此種鋰鹽在較低溫度下分解為無(wú)定形碳和碳酸鋰，在較高溫度下進(jìn)一步分解為氧化鋰，即達(dá)到“低溫包碳+高溫補(bǔ)鋰”的雙重效果。

技術(shù)特征：

1.一種針對(duì)漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極修復(fù)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極修復(fù)方法，其特征在于，步驟(1)中所述鹽溶液中靜置為在飽和氯化鈉溶液中靜置24h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極修復(fù)方法，其特征在于，步驟(2)中所述拆解為在充滿氬氣的手套箱中進(jìn)行拆解。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極修復(fù)方法，其特征在于，步驟(3)中所述浸泡的時(shí)間為12h；所述干燥為在80℃下干燥12h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極修復(fù)方法，其特征在于，步驟(4)中所述高溫退火為在氬氣氣氛中以5℃/min的升溫速率升至500℃，保溫5h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極修復(fù)方法，其特征在于，步驟(6)中所述廢舊磷酸鐵鋰正極粉末和檸檬酸鋰試劑按li：fe：p＝1.04:1:1稱取。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極修復(fù)方法，其特征在于，步驟(7)中所述煅燒為在氬氣氣氛中以5℃/min的升溫速率升至750℃，保溫10h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種針對(duì)漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池正極修復(fù)方法，包括：將漏液型廢舊磷酸鐵鋰動(dòng)力電池進(jìn)行深度放電后拆解得到廢棄磷酸鐵鋰正極極片、隔膜和廢棄石墨負(fù)極；將得到的廢棄磷酸鐵鋰極片在碳酸二甲酯中浸泡，去除殘留電解液，然后經(jīng)干燥去除殘留碳酸二甲酯，得到干燥后的廢舊磷酸鐵鋰極片；然后經(jīng)高溫退火去除粘結(jié)劑和殘余有機(jī)物；之后進(jìn)行鋁箔和正極粉末的分離，分離后得到廢舊磷酸鐵鋰正極粉末；將廢舊磷酸鐵鋰正極粉末和檸檬酸鋰試劑分散到去離子水中，蒸發(fā)掉去離子水后得到均勻分散的粉末；將得到的粉末放入爐中煅燒，得到修復(fù)后的磷酸鐵鋰正極。本發(fā)明針對(duì)的廢舊磷酸鐵鋰正極受損情況嚴(yán)重，修復(fù)方案更具有普適性。

技術(shù)研發(fā)人員：唐少春,程成,曹軒,韓井闖
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19