廢舊鋰電池處理設(shè)備一種廢舊磷酸鐵鋰電池正負極材料分選回收方法
近年來,隨著新能源汽車、5G儲能基站以及3C領(lǐng)域產(chǎn)品商業(yè)化的快速發(fā)展,鋰離子電池使用量不斷增加。鋰離子電池的使用壽命一般為5-8年,將有數(shù)量龐大的退役廢舊的鋰離子電池產(chǎn)生。廢舊鋰離子電池如若不能得到妥善處理,不僅是對資源的浪費,而且會對環(huán)境造成一定的污染。
近年來,磷酸鐵鋰電池以更有競爭力的價格和更優(yōu)越的安全性能打入鎳鈷錳酸鋰三元電池市場,這使得磷酸鐵鋰在電力和能源領(lǐng)域應(yīng)用量持續(xù)增長。市場數(shù)據(jù)來看,整個2020年磷酸鐵鋰在車上的裝機量接近20Gwh,另外,儲能市場磷酸鐵鋰電池出貨量在10Gwh左右。

在失效后的廢舊磷酸鐵鋰電池回收方法上面,我國現(xiàn)有的主流機械物理法破碎分選工藝通常將廢舊磷酸鐵鋰電池進行多級破碎處理,通過風(fēng)選、重選、磁選等方法將外殼、隔膜分選出來,再對正負極片混合料加工處理,得到正極磷酸鐵鋰材料粉末與負極石墨粉末的混合粉料。但正負極混合粉料質(zhì)量大、體積大,為滿足后續(xù)濕法處理工藝固液比等需求,因此反應(yīng)器體積龐大,同時需要消耗大量的浸出酸、調(diào)配堿,造成后續(xù)工業(yè)廢水處理量大、生產(chǎn)成本高,不利于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化運行。
廢舊鋰電池處理設(shè)備一種廢舊磷酸鐵鋰電池正負極材料分選回收方法,其工藝簡單,工藝流程短,成本低,回收產(chǎn)品品質(zhì)高,無廢水排放量。

廢舊磷酸鐵鋰電池正負極材料分選回收方法,包括下述步驟:
1、將廢舊磷酸鐵鋰電池處理得到的正、負極片混合料破碎處理,篩分得到尺寸范圍為3-30mm的正、負極片混合破碎料;
2、對S1步驟得到的正、負極片混合破碎料氧化煅燒,使正極片表面的磷酸鐵鋰材料部分氧化成具有磁性的四氧化三鐵;
3、采用磁選機對磁化后的正、負極混合破碎料進行分選,使有磁性的正極片物料和無磁性的負極片物料分離;

4、將分選出來的正極片物料和負極片物料分別進行選擇性破碎處理,使正極磷酸鐵鋰材料和負極石墨材料分別從正極集流體和負極集流體上脫落并形成粉狀物料,正極集流體和負極集流體形成蜷縮的顆粒狀物料,得到磷酸鐵鋰粉料與蜷縮的正極集流體顆粒狀物料構(gòu)成的正極混合料和石墨粉料與蜷縮的負極集流體顆粒狀物料構(gòu)成的負極混合料;
5、將正極混合料和負極混合料分別經(jīng)過振動篩分處理,回收得到正極集流體顆粒、負極集流體顆粒、正極磷酸鐵鋰粉料和負極石墨粉料。

技術(shù)效果:
(1)采用氧化煅燒工藝對廢舊磷酸鐵鋰電池正、負極片進行磁化處理,屬于干法處理工藝,有效避免了濕法處理中產(chǎn)生大量廢水造成環(huán)境污染缺陷,不僅有利于保護生態(tài)環(huán)境,而且大大降低了回收成本,經(jīng)濟效益高。
(2)工藝簡單,處理條件溫和,對設(shè)備要求不高,先后經(jīng)磁化、磁選、選擇性破碎可分別回收磷酸鐵鋰正極粉料、石墨負極粉料、正極集流體鋁顆粒、負極集流體銅顆粒,分選效率高,實現(xiàn)了廢舊磷酸鐵鋰電池正、負極材料的高值化回收。
(3)分選回收流程不引入任何新增雜質(zhì),不僅使回收到的磷酸鐵鋰正極粉料、石墨負極粉料、正極集流體鋁顆粒、負極集流體銅顆粒品位高,而且大幅降低后續(xù)材料再生利用的除雜難度和再生處理成本,有利于工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。