【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及廢舊鋰電池材料再生領域，具體涉及一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法及系統。
技術介紹
1、隨著新能源產業的興起，鋰離子電池產業迅猛發展。隨著使用年限的增加，報廢的電池也將達到一個驚人的數量，如處理不當，將對環境造成嚴重的后果。在這些報廢的電池中磷酸鐵鋰材料占很大份額，因此，磷酸鐵鋰的回收再生技術具有重大意義。
2、目前國內外的研究者對磷酸鐵鋰材料回收再生已有較多的研究，但現有磷酸鐵鋰材料再生技術存在金屬鋁雜質偏高、殘碳含量偏高的問題。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法及系統，以克服上述現有技術中的不足。
2、本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，包括如下步驟：
3、s100、對廢舊磷酸鐵鋰極片干燥，以除去電解液成分；
4、s200、對廢舊磷酸鐵鋰極片低溫煅燒，以使pvdf斷鏈成小分子有機氣體排出，以及小部分裂解成碳留存在極片體系中；
5、s300、再對低溫煅燒后的廢舊磷酸鐵鋰極片初破碎，并篩分后得到廢舊磷酸鐵鋰粉體和小塊鋁片；
6、s400、將廢舊磷酸鐵鋰粉體在惰性氣氛下進行煅燒，以使pvdf完全裂解成碳；
7、s500、再對煅燒后的廢舊磷酸鐵鋰粉體進行堿液清洗，以將殘存的金屬鋁雜質轉化為偏鋁酸鹽進入液相，并再以離心方式固液分離，粉體中的鋁含鋁降低到商業料水平，與此同時，部分堿液溶質混合進入到粉體中充當后續工序
8、s600、在弱氧化性氣氛條件下對經堿液清洗過后的粉體進行碳消解煅燒，以使碳雜質和弱氧化性氣氛進行充分的氣固反應，得到除碳后的再生磷酸鐵鋰粉料；
9、s700、對除碳后的再生磷酸鐵鋰粉料依次進行氣流粉碎，粒徑分選，除磁后得到成品。
10、本專利技術的有益效果為：
11、先對廢舊磷酸鐵鋰極片中的pvdf(粘接劑)進行處理，以得到不含pvdf的廢舊磷酸鐵鋰粉體，再通過堿液除鋁，補鋰、補碳消解催化劑，并以一定溫度和時間進行煅燒固化晶格結構，然后利用弱氧化性氣源對廢舊磷酸鐵鋰材料中的殘碳進行消解(實際是碳的弱氧化，但不氧化亞鐵離子)，有效的解決再生磷酸鐵鋰材料殘碳含量過高的問題，達到修復材料，恢復材料物化指標的目的，經測試再生材料中的碳含量可降低至2.0％以內，達到商業材料標準，同時該工序還可以保證磷酸鐵鋰材料中的二價鐵不被氧化，此外，整個工藝可以有效清除材料中的鋁雜質，高效實用，經測試再生材料中鋁含量可達50ppm以內，達到商業材料標準，經再生后的材料，其電化學性能優異，1c克比容量可達145mah/g，首次效率高達92％以上，1c循環壽命可達2000周，達到商業材料標準。
12、在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。
13、進一步，s100中干燥溫度為100℃～200℃，時間為1h～2h。
14、進一步，s200中低溫煅燒溫度為150℃～600℃，時間為1h～2h。
15、進一步，s400中煅燒溫度為400℃～600℃，時間為1h～2h。
16、進一步，s500中若粉體中li元素不足，則所使用的堿液中含有li，以補充材料缺失的li元素，堿液至少為lioh、li?hco3中的一種或兩種；若粉體中li元素充足，則所使用的堿液為naoh、l?ioh、li?hco3中的一種或幾種。
17、進一步，s600中弱氧化性氣氛為水蒸氣、二氧化碳中的一種或兩種氣氛的混合氣氛。
18、進一步，s600中煅燒溫度為400℃～900℃，時間為30min～9h，弱氧化性氣氛的通氣量為0.1l/min～2l/min，氣體壓力為0.1mpa～10mpa。
19、基于上述技術方案，本專利技術還提供一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生系統，包括：順次布置的干燥系統、低溫煅燒系統、初破篩分系統、第一篩分系統、惰性氣氛煅燒系統、堿液清洗系統、弱氧化性氣氛煅燒系統、氣流粉碎系統、粒徑分選系統以及除磁機。
20、基于該技術方案，所具備的有益效果為：整個系統自動化程度高，少量的含氟廢氣，弱堿性含鋁廢液經處理后達標排放，對環境友好，廢舊磷酸鐵鋰材料經該系統再生后，性能指標達到商業磷酸鐵鋰的性能標準。
21、進一步，堿液清洗系統包括：反應罐，反應罐的進料口與惰性氣氛煅燒系統的出口相連，反應罐的進液口與堿溶液儲罐相連，反應罐的出料口與過濾干燥一體設備的入口相連，過濾干燥一體設備的排液口與廢液處理罐相連，廢液處理罐與中和用稀酸儲罐相連，過濾干燥一體設備的出料口與弱氧化性氣氛煅燒系統相連。
22、進一步，弱氧化性氣氛煅燒系統包括：煅燒設備，煅燒設備分別與過濾干燥一體設備的出料口以及弱氧化性氣氛發生系統相連，煅燒設備的排氣口與第二尾氣處理系統相連，煅燒設備為輥道爐、回轉爐、流化床、噴霧干燥機中的一種。
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1.一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，S100中干燥溫度為100℃～200℃，時間為1h～2h。
3.根據權利要求1或2所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，S200中低溫煅燒溫度為150℃～600℃，時間為1h～2h。
4.根據權利要求1或2或3所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，S400中煅燒溫度為400℃～600℃，時間為1h～2h。
5.根據權利要求1或2或3或4所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，S500中若粉體中Li元素不足，則所使用的堿液至少為LiOH、LiHCO3中的一種或兩種；若粉體中Li元素充足，則所使用的堿液為NaOH、LiOH、LiHCO3中的一種或幾種。
6.根據權利要求1所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，S600中弱氧化性氣氛為水蒸氣、二氧化碳中的一種或兩種氣氛的混合氣氛。
7.根據權利要求6所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，S600中煅燒溫度
8.一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生系統，其特征在于，包括：順次布置的干燥系統、低溫煅燒系統、初破篩分系統(1)、惰性氣氛煅燒系統(2)、堿液清洗系統(3)、弱氧化性氣氛煅燒系統(4)、氣流粉碎系統(5)、粒徑分選系統(6)以及除磁機(7)。
9.根據權利要求8所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生系統，其特征在于，所述堿液清洗系統(3)包括：反應罐(310)，所述反應罐(310)的進料口與惰性氣氛煅燒系統(2)的出口相連，所述反應罐(310)的進液口與堿溶液儲罐(320)相連，所述反應罐(310)的出料口與過濾干燥一體設備(330)的入口相連，所述過濾干燥一體設備(330)內具有離心機，所述過濾干燥一體設備(330)的排液口與廢液處理罐(340)相連，所述廢液處理罐(340)與中和用稀酸儲罐(350)相連，所述過濾干燥一體設備(330)的出料口與弱氧化性氣氛煅燒系統(4)相連。
10.根據權利要求9所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生系統，其特征在于，所述弱氧化性氣氛煅燒系統(4)包括：煅燒設備(410)，所述煅燒設備(410)分別與過濾干燥一體設備(330)的出料口以及弱氧化性氣氛發生系統(420)相連，所述煅燒設備(410)的排氣口與第二尾氣處理系統(430)相連，所述煅燒設備(410)為輥道爐、回轉爐、流化床、噴霧干燥機中的一種。
...【技術特征摘要】
1.一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，s100中干燥溫度為100℃～200℃，時間為1h～2h。
3.根據權利要求1或2所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，s200中低溫煅燒溫度為150℃～600℃，時間為1h～2h。
4.根據權利要求1或2或3所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，s400中煅燒溫度為400℃～600℃，時間為1h～2h。
5.根據權利要求1或2或3或4所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，s500中若粉體中li元素不足，則所使用的堿液至少為lioh、lihco3中的一種或兩種；若粉體中li元素充足，則所使用的堿液為naoh、lioh、lihco3中的一種或幾種。
6.根據權利要求1所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，s600中弱氧化性氣氛為水蒸氣、二氧化碳中的一種或兩種氣氛的混合氣氛。
7.根據權利要求6所述一種廢舊磷酸鐵鋰材料再生方法，其特征在于，s600中煅燒溫度為400℃～900℃，時間為30min～9h，弱氧化性氣氛的通氣量為0.1l/min～2l/min，氣體壓力為0.1mpa～10mpa。
8.一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃鵬杰，葉飛，彭飛宇，肖星星，
申請(專利權)人：武漢瑞杰特材料有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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