本發(fā)明屬于廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料回收領(lǐng)域，尤其涉及一種廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料修復(fù)再生方法。

背景技術(shù)：

常見的磷酸鐵鋰正極材料的回收利用主要以無害化處理為主資源化再利用為輔，包括作為煉銅造渣劑，無害化填埋，火法冶金，濕法冶金以及修復(fù)再生技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中，火法冶金技術(shù)是將電池在不同冶煉爐中以不同溫度進行處理，分別將電解液，塑料外殼，以及金屬分離，主要以回收銅鋁金屬為主。正極材料與負極材料分別作為造渣劑以及還原劑參與反應(yīng)。其主要缺點為消耗大量能源，并未并未達到回收廢舊磷酸鐵鋰正極粉料的目的。并且產(chǎn)生大量廢水廢渣廢氣，增加環(huán)保風(fēng)險與政策風(fēng)險。濕法冶金主要采用酸浸方式將廢舊磷酸鐵鋰正極粉料部分溶解，然后以碳酸鋰的形式提取出鋰離子，剩余磷酸鐵作為建筑材料使用。在此過程中需要使用大量的強酸溶液，再利用成本遠遠高于產(chǎn)出，很難建立成功的商業(yè)模型。

目前固相法修復(fù)再生則是將退役磷酸鐵鋰粉末進行拆解，粉碎，焙燒處理，移除pvdf粘結(jié)劑等有機雜質(zhì)，并對晶格畸變進行修復(fù)再生。但是也存在一定的局限性，首先此方法所制備固相修復(fù)型磷酸鐵鋰中原位碳包覆存在一定的缺陷，并且pvdf粘結(jié)劑熱解后所形成的碳包覆容易包覆層厚度均一性差。此類均一性差的碳包覆層會導(dǎo)致鋰電池正極的濃差極化問題，進而影響克容量，內(nèi)阻等重要電化性能指標。其次，固相法修復(fù)由于其本身工藝特點，無法有效利用或移除原有鋰電池中的的super-p或ks-6碳類添加劑，進而導(dǎo)致這部分添加劑以惰性雜質(zhì)的形式存在于最終產(chǎn)物中。最后，退以磷酸鐵鋰粉末中的li-fe反構(gòu)缺陷無法得到有效的移除，結(jié)合lfp自身一維鋰離子嵌入通道的特點，固相修復(fù)型磷酸鐵鋰的克容量和低溫性能遠遠低于市售商用材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，主要包括如下步驟：

步驟1，將廢舊磷酸鐵鋰電池經(jīng)過精細化拆解，獲得廢舊磷酸鐵鋰正極粉末；

步驟2，將廢舊磷酸鐵鋰粉末在氧化氣氛下焙燒，獲得廢舊磷酸鐵鋰、氧化鋰、氧化鐵以及磷酸鐵混合粉末；

步驟3，將混合粉末充分球磨后，分散于去離子水中并移入水熱釜，并加入鋰源、碳源、還原劑以及表面活性劑，充分攪拌混合；

步驟4，將混合溶液進行水熱加熱，獲得水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末；

步驟5，將水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣體氛圍下焙燒，獲得原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

進一步，步驟1所述精細化拆解得到的廢舊磷酸鐵鋰正極粉末的碳含量范圍在5wt％至7.2wt％之間，鋁、銅、鐵以及其他金屬雜質(zhì)含量總和不高于1000ppm。

進一步，步驟2的焙燒溫度為300℃至600℃，焙燒時間為2時至10小時，焙燒氣氛中的氧分壓為當?shù)貏討B(tài)大氣壓的0.1％至22％。

進一步，步驟3的球磨速度為70r/min至500r/min，球磨介質(zhì)為球形氧化鋯或天然瑪瑙中至少一種，球磨罐材質(zhì)為聚四氟乙烯或氧化鋯中至少一種。

進一步，步驟3中所述鋰鹽為氫氧化鋰、碳酸鋰、草酸鋰、醋酸鋰、氟化鋰、溴化鋰、碘化鋰、碳酸二氫鋰的至少一種，其添加質(zhì)量為廢舊磷酸鐵鋰粉末質(zhì)量的0.5％至35％。

進一步，步驟3中所述碳源為葡萄糖、乳糖、麥芽糖、雞蛋清和維生素c中至少一種，其添加質(zhì)量為廢舊磷酸鐵鋰粉末質(zhì)量的3％至150％。

進一步，步驟3中所述還原劑為維生素c、甲酸和草酸中至少一種，其添加質(zhì)量為廢舊磷酸鐵鋰粉末質(zhì)量的0.5％至35％。

進一步，步驟3中所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉，十六烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、二甲基甲醇、聚乙二醇、聚乙烯醇中至少一種，其質(zhì)量為廢舊磷酸鐵鋰正極粉末質(zhì)量的0.001％-25％。

進一步，步驟3中所述攪拌轉(zhuǎn)速為60r/min至300r/min，攪拌時間為3至6小時。

進一步，步驟4中水熱溫度為120℃至220℃，水熱反應(yīng)時間為6至24小時。

進一步，步驟5中焙燒溫度為400℃至800℃，熱解反應(yīng)時間為3至12小時。

需要說明的是，本發(fā)明首先將退役磷酸鐵鋰正極粉末在空氣條件下焙燒，將有機雜質(zhì)，碳雜質(zhì)移除，但在此過程中一部分的磷酸鐵鋰也會被氧化成fe2o3、fe3o4和fepo4。這部分由氧化所產(chǎn)生的含鐵雜質(zhì)，將在水熱過程中與所添加鋰鹽和還原劑發(fā)生反應(yīng)，生成新的磷酸鐵鋰。由于在水熱釜中添加了表面活性劑，因此生成的磷酸鐵鋰的形貌將得到較好的控制。同時，水熱后所得修復(fù)型磷酸鐵鋰的表面將存在一層由還原劑和碳源形成原位碳包覆，在后續(xù)的焙燒過程中，表面的有機官能團將被完全移除。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明公開了一種廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，該方法通過精細化拆解獲得磷酸鐵鋰正極極片進行煅燒處理，移除粘結(jié)劑和碳黑組分，并獲得廢舊磷酸鐵鋰。將廢舊磷酸鐵鋰進行球磨后分散于去離子水中，并加入表面活性劑，可溶性鋰鹽，還原劑以及碳源，充分攪拌后移入水熱釜中，經(jīng)水熱反應(yīng)后，獲得修復(fù)型磷酸鐵鋰正極材料。將修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣氛中焙燒，獲得原位碳包覆-修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末；即，本發(fā)明采用水熱技術(shù)、碳包覆技術(shù)，實現(xiàn)除雜、原位補鋰以及原位碳包覆技術(shù)，實現(xiàn)對于廢舊磷酸鐵鋰的回收修復(fù)以及優(yōu)化電化學(xué)性能的目的。

2.本發(fā)明通過焙燒-球磨-水熱-焙燒的方法，達到修復(fù)廢舊磷酸鐵鋰粉末的目的；最終產(chǎn)物為原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末，其鐵鋰反構(gòu)缺陷相比于固相法制備的碳復(fù)合性商用磷酸鐵鋰較少，相較于固相法修復(fù)廢舊磷酸鐵鋰粉料，其碳包覆更加均勻完整，晶體結(jié)構(gòu)更佳穩(wěn)定，因此具有較好的低溫性能以及電化學(xué)性能。

3.相較于濕法冶金技術(shù)而言，本發(fā)明避免使用了酸堿及有機溶劑，大大降低回收成本并且規(guī)避了環(huán)境風(fēng)險；相較于火法冶金而言，本發(fā)明很大程度上降低了能源消耗，并且提高了退役磷酸鐵鋰電池的利用率；相較于無害化處理而言，本發(fā)明真正的達到了回收廢舊磷酸鐵鋰的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2為碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

具體實施方式

除有定義外，以下實施例中所用的技術(shù)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員普遍理解的相同含義。以下實施例中所用的試驗試劑，如無特殊說明，均為常規(guī)生化試劑；所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下面結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

實施例1：

本實施例提供一種廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其方法通過以下步驟實施：

步驟1

將廢舊磷酸鐵鋰電池經(jīng)過精細化拆解，獲得廢舊磷酸鐵鋰正極粉末，其碳含量為6.5wt％，金屬雜質(zhì)總和為200ppm。

步驟2

將廢舊磷酸鐵鋰粉末移入方形管式爐中，并在氧化氣氛下600℃焙燒4小時，獲得廢舊磷酸鐵鋰，氧化鋰，氧化鐵以及磷酸鐵混合粉末。

步驟3

將混合粉末移入球磨罐后，以300r/min球磨4小時后，分散于去離子水中并移入水熱釜，并加入5wt％氫氧化鋰，25wt％葡萄糖，15wt％甲酸以及5wt％聚乙烯醇，以200r/min速度攪拌6小時。

步驟4

將混合溶液放置于水熱爐中以190℃加熱16小時，獲得水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟5

將水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣體氛圍下以600℃焙燒4小時，獲得原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟6

將原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰組裝成扣式半電池，并進行充放電測試，測得0.1c倍率下放電克容量穩(wěn)定在155mah/g。

實施例2：

本實施例提供一種廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其方法通過以下步驟實施：

步驟1

將廢舊磷酸鐵鋰電池經(jīng)過精細化拆解，獲得廢舊磷酸鐵鋰正極粉末，其碳含量為6.1wt％，金屬雜質(zhì)總和為220ppm

步驟2

將廢舊磷酸鐵鋰粉末移入方形管式爐中，并在氧化氣氛下790℃焙燒3小時，獲得磷酸鐵鋰，氧化鋰，氧化鐵以及磷酸鐵混合粉末。

步驟3

將混合粉末移入球磨罐后，以300r/min球磨4小時后，分散于去離子水中并移入水熱釜，并加入5wt％氫氧化鋰，45wt％葡萄糖，25wt％甲酸以及5wt％聚乙烯醇，以300r/min速度攪拌4小時。

步驟4

將混合溶液放置于水熱爐中以180℃加熱14小時，獲得水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟5

將水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣體氛圍下以700℃焙燒4小時，獲得原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟6

將原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰組裝成扣式半電池，并進行充放電測試，測得0.1c倍率下放電克容量穩(wěn)定在153mah/g。

實施例3：

本發(fā)明實施例3提供一種廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其方法通過以下步驟實施：

步驟1

將廢舊磷酸鐵鋰電池經(jīng)過精細化拆解，獲得廢舊磷酸鐵鋰正極粉末，其碳含量為7.1wt％，金屬雜質(zhì)總和為210ppm

步驟2

將廢舊磷酸鐵鋰粉末移入方形管式爐中，并在氧化氣氛下800℃焙燒2小時，獲得磷酸鐵鋰，氧化鋰，氧化鐵以及磷酸鐵混合粉末。

步驟3

將混合粉末移入球磨罐后，以300r/min球磨4小時后，分散于去離子水中并移入水熱釜，并加入7wt％氟化鋰，25wt％葡萄糖，25wt％維生素c以及5wt％聚乙烯醇，以100r/min速度攪拌6小時。

步驟4

將混合溶液放置于水熱爐中以220℃加熱10小時，獲得水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟5

將水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣體氛圍下以400℃焙燒6小時，獲得原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟6

將原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰組裝成扣式半電池，并進行充放電測試，測得0.1c倍率下放電克容量穩(wěn)定在149mah/g。

實施例4：

本實施例提供一種廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其方法通過以下步驟實施：

步驟1

將廢舊磷酸鐵鋰電池經(jīng)過精細化拆解，獲得廢舊磷酸鐵鋰正極粉末，其碳含量為6.6wt％，金屬雜質(zhì)總和為200ppm

步驟2

將廢舊磷酸鐵鋰粉末移入方形管式爐中，并在氧化氣氛下600℃焙燒1小時，獲得廢舊磷酸鐵鋰，氧化鋰，氧化鐵以及磷酸鐵混合粉末。

步驟3

將混合粉末移入球磨罐后，以300r/min球磨4小時后，分散于去離子水中并移入水熱釜，并加入5wt％氫氧化鋰，25wt％葡萄糖，15wt％維生素c以及2wt％聚乙烯醇，以200r/min速度攪拌6小時。

步驟4

將混合溶液放置于水熱爐中以180℃加熱16小時，獲得水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟5

將水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣體氛圍下以760℃焙燒4小時，獲得原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟6

將原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰組裝成扣式半電池，并進行充放電測試，測得0.1c倍率下放電克容量穩(wěn)定在166mah/g。

實施例5：

本實施例提供一種廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其方法通過以下步驟實施：

步驟1

將廢舊磷酸鐵鋰電池經(jīng)過精細化拆解，獲得廢舊磷酸鐵鋰正極粉末，其碳含量為6.1wt％，金屬雜質(zhì)總和為200ppm

步驟2

將廢舊磷酸鐵鋰粉末移入方形管式爐中，并在氧化氣氛下700℃焙燒4小時，獲得廢舊磷酸鐵鋰，氧化鋰，氧化鐵以及磷酸鐵混合粉末。

步驟3

將混合粉末移入球磨罐后，以300r/min球磨10小時后，分散于去離子水中并移入水熱釜，并加入7wt％氟化鋰，15wt％葡萄糖，10wt％甲酸以及2wt％聚乙烯醇，以200r/min速度攪拌6小時。

步驟4

將混合溶液放置于水熱爐中以190℃加熱12小時，獲得水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟5

將水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣體氛圍下以650℃焙燒4小時，獲得原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟6

將原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰組裝成扣式半電池，并進行充放電測試，測得0.1c倍率下放電克容量穩(wěn)定在162mah/g。

實施例6：

本實施例提供一種廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其方法通過以下步驟實施：

步驟1

將廢舊磷酸鐵鋰電池經(jīng)過精細化拆解，獲得廢舊磷酸鐵鋰正極粉末，其碳含量為6.7wt％，金屬雜質(zhì)總和為200ppm

步驟2

將廢舊磷酸鐵鋰粉末移入方形管式爐中，并在氧化氣氛下600℃焙燒4小時，獲得廢舊磷酸鐵鋰，氧化鋰，氧化鐵以及磷酸鐵混合粉末。

步驟3

將混合粉末移入球磨罐后，以300r/min球磨4小時后，分散于去離子水中并移入水熱釜，并加入5wt％氫氧化鋰，25wt％葡萄糖，15wt％甲酸以及5wt％聚乙烯醇，以200r/min速度攪拌6小時。

步驟4

將混合溶液放置于水熱爐中以190℃加熱12小時，獲得水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟5

將水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣體氛圍下以650℃焙燒4小時，獲得原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟6

將原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰組裝成扣式半電池，并進行充放電測試，測得0.1c倍率下放電克容量穩(wěn)定在159mah/g。

實施例7：

本實施例提供一種廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其方法通過以下步驟實施：

步驟1

將廢舊磷酸鐵鋰電池經(jīng)過精細化拆解，獲得廢舊磷酸鐵鋰正極粉末，其碳含量為6.5wt％，金屬雜質(zhì)總和為200ppm

步驟2

將廢舊磷酸鐵鋰粉末移入方形管式爐中，并在氧化氣氛下600℃焙燒4小時，獲得廢舊磷酸鐵鋰，氧化鋰，氧化鐵以及磷酸鐵混合粉末。

步驟3

將混合粉末移入球磨罐后，以300r/min球磨4小時后，分散于去離子水中并移入水熱釜，并加入5wt％氫氧化鋰，25wt％葡萄糖，15wt％甲酸以及5wt％聚乙烯醇，以200r/min速度攪拌6小時。

步驟4

將混合溶液放置于水熱爐中以150℃加熱16小時，獲得水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟5

將水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣體氛圍下以500℃焙燒4小時，獲得原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟6

將原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰組裝成扣式半電池，并進行充放電測試，測得0.1c倍率下放電克容量穩(wěn)定在142mah/g。

實施例8：

本實施例提供一種廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其方法通過以下步驟實施：

步驟1

將廢舊磷酸鐵鋰電池經(jīng)過精細化拆解，獲得廢舊磷酸鐵鋰正極粉末，其碳含量為6.5wt％，金屬雜質(zhì)總和為200ppm

步驟2

將廢舊磷酸鐵鋰粉末移入方形管式爐中，并在氧化氣氛下500℃焙燒4小時，獲得廢舊磷酸鐵鋰，氧化鋰，氧化鐵以及磷酸鐵混合粉末。

步驟3

將混合粉末移入球磨罐后，以300r/min球磨4小時后，分散于去離子水中并移入水熱釜，并加入5wt％氫氧化鋰，25wt％葡萄糖，15wt％甲酸以及5wt％聚乙烯醇，以200r/min速度攪拌6小時。

步驟4

將混合溶液放置于水熱爐中以190℃加熱16小時，獲得水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟5

將水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣體氛圍下以500℃焙燒4小時，獲得原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟6

將原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰組裝成扣式半電池，并進行充放電測試，測得0.1c倍率下放電克容量穩(wěn)定在151mah/g。

實施例9：

本實施例提供一種廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其方法通過以下步驟實施：

步驟1

將廢舊磷酸鐵鋰電池經(jīng)過精細化拆解，獲得廢舊磷酸鐵鋰正極粉末，其碳含量為6.5wt％，金屬雜質(zhì)總和為200ppm

步驟2

將廢舊磷酸鐵鋰粉末移入方形管式爐中，并在氧化氣氛下600℃焙燒4小時，獲得廢舊磷酸鐵鋰，氧化鋰，氧化鐵以及磷酸鐵混合粉末。

步驟3

將混合粉末移入球磨罐后，以300r/min球磨4小時后，分散于去離子水中并移入水熱釜，并加入5wt％氫氧化鋰，25wt％葡萄糖，15wt％甲酸以及5wt％聚乙烯醇，以200r/min速度攪拌6小時。

步驟4

將混合溶液放置于水熱爐中以170℃加熱16小時，獲得水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟5

將水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣體氛圍下以500℃焙燒4小時，獲得原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟6

將原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰組裝成扣式半電池，并進行充放電測試，測得0.1c倍率下放電克容量穩(wěn)定在149mah/g。

實施例10：

本實施例提供一種廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其方法通過以下步驟實施：

步驟1

將廢舊磷酸鐵鋰電池經(jīng)過精細化拆解，獲得廢舊磷酸鐵鋰正極粉末，其碳含量為6.5wt％，金屬雜質(zhì)總和為200ppm。

步驟2

將廢舊磷酸鐵鋰粉末移入方形管式爐中，并在氧化氣氛下400℃焙燒8小時，獲得廢舊磷酸鐵鋰，氧化鋰，氧化鐵以及磷酸鐵混合粉末。

步驟3

將混合粉末移入球磨罐后，以300r/min球磨4小時后，分散于去離子水中并移入水熱釜，并加入5wt％氫氧化鋰，10wt％葡萄糖，10wt％甲酸以及2wt％聚乙烯醇，以200r/min速度攪拌6小時。

步驟4

將混合溶液放置于水熱爐中以140℃加熱16小時，獲得水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟5

將水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣體氛圍下以400℃焙燒8小時，獲得原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

步驟6

將原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰組裝成扣式半電池，并進行充放電測試，測得0.1c倍率下放電克容量穩(wěn)定在92mah/g。

在上述實例中，鋰源，碳源，還原劑，表面活性劑，以及水熱溫度與水熱時長的選擇對于原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰的克容量有較大影響。其中碳酸鋰的效果明顯優(yōu)于氫氧化鋰。當水熱反應(yīng)溫度高于180℃且時間大于14小時時，最終產(chǎn)物克容量明顯優(yōu)于其他組。后續(xù)的惰性高溫焙燒對于原為碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰的晶格形貌和碳包覆層官能團的殘留情況都有一定的影響。對于后續(xù)混料制漿都有一定的影響。當焙燒溫度在750℃-760℃時，殘留的官能團較少，且整體晶格結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其特征在于，主要包括如下步驟：

步驟1，將廢舊磷酸鐵鋰電池經(jīng)過精細化拆解，獲得廢舊磷酸鐵鋰正極粉末；

步驟2，將廢舊磷酸鐵鋰粉末在氧化氣氛下焙燒，獲得廢舊磷酸鐵鋰、氧化鋰、氧化鐵以及磷酸鐵混合粉末；

步驟3，將混合粉末充分球磨后，分散于去離子水中并移入水熱釜，并加入鋰源、碳源、還原劑以及表面活性劑，充分攪拌混合；

步驟4，將混合溶液進行水熱加熱，獲得水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末；

步驟5，將水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣體氛圍下焙燒，獲得原位碳包覆-水熱修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末。

2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其特征在于，步驟1所述精細化拆解得到的廢舊磷酸鐵鋰正極粉末的碳含量范圍在5wt％至7.2wt％之間，鋁、銅、鐵以及其他金屬雜質(zhì)含量總和不高于1000ppm。

3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其特征在于，步驟2的焙燒溫度為300℃至600℃，焙燒時間為2時至10小時，焙燒氣氛中的氧分壓為當?shù)貏討B(tài)大氣壓的0.1％至22％。

4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其特征在于，步驟3的球磨速度為70r/min至500r/min，球磨介質(zhì)為球形氧化鋯或天然瑪瑙中至少一種，球磨罐材質(zhì)為聚四氟乙烯或氧化鋯中至少一種。

5.根據(jù)權(quán)力要求1所述的廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其特征在于，步驟3中所述鋰鹽為氫氧化鋰、碳酸鋰、草酸鋰、醋酸鋰、氟化鋰、溴化鋰、碘化鋰、碳酸二氫鋰的至少一種，其添加質(zhì)量為廢舊磷酸鐵鋰粉末質(zhì)量的0.5％至35％。

6.根據(jù)權(quán)力要求1所述的廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其特征在于，步驟3中所述碳源為葡萄糖、乳糖、麥芽糖、雞蛋清和維生素c中至少一種，其添加質(zhì)量為廢舊磷酸鐵鋰粉末質(zhì)量的3％至150％。

7.根據(jù)權(quán)力要求1所述的廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其特征在于，步驟3中所述還原劑為維生素c、甲酸和草酸中至少一種，其添加質(zhì)量為廢舊磷酸鐵鋰粉末質(zhì)量的0.5％至35％。

8.根據(jù)權(quán)力要求1所述的廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其特征在于，步驟3中所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉，十六烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、二甲基甲醇、聚乙二醇、聚乙烯醇中至少一種，其質(zhì)量為廢舊磷酸鐵鋰正極粉末質(zhì)量的0.001％-25％。

9.根據(jù)權(quán)力要求1所述的廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其特征在于，步驟4中水熱溫度為120℃至220℃，水熱反應(yīng)時間為6至24小時。

10.根據(jù)權(quán)力要求1所述的廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，其特征在于，步驟5中焙燒溫度為400℃至800℃，熱解反應(yīng)時間為3至12小時。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種廢舊電池中磷酸鐵鋰正極材料的修復(fù)再生方法，該方法通過精細化拆解獲得磷酸鐵鋰正極極片進行煅燒處理，移除粘結(jié)劑和碳黑組分，并獲得廢舊磷酸鐵鋰。將廢舊磷酸鐵鋰進行球磨后分散于去離子水中，并加入表面活性劑，可溶性鋰鹽，還原劑以及碳源，充分攪拌后移入水熱釜中，經(jīng)水熱反應(yīng)后，獲得修復(fù)型磷酸鐵鋰正極材料。將修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末在惰性氣氛中焙燒，獲得原位碳包覆?修復(fù)型磷酸鐵鋰粉末；即，本發(fā)明采用水熱技術(shù)、碳包覆技術(shù)，實現(xiàn)除雜、原位補鋰以及原位碳包覆技術(shù)，實現(xiàn)對于廢舊磷酸鐵鋰的回收修復(fù)以及優(yōu)化電化學(xué)性能的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：趙小勇;劉元昊

受保護的技術(shù)使用者：北京賽德美資源再利用研究院有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.08.17

技術(shù)公布日：2021.01.05