編號：FTJS09855
篇名：采用熱解浮選回收廢舊鋰離子電池中磷酸鐵鋰
作者：張日林 雷云 魏廣葉 王雨 余志輝 曲景奎 齊濤
關鍵詞： 廢舊電極材料 磷酸鐵鋰 熱解 浮選 表面改性
機構(gòu)： 中國科學院過程工程研究所戰(zhàn)略金屬資源綠色循環(huán)利用國家工程研究中心
摘要： 隨著全球磷酸鐵鋰電池退役量的增加,廢舊磷酸鐵鋰電池電極材料的高效分離與回收利用技術亟待突破。本研究采用熱解工藝去除廢舊鋰離子電池中磷酸鐵鋰顆粒表面的有機黏結(jié)劑,通過改變其表面潤濕性,以實現(xiàn)正負極顆粒的高效浮選分離。借助XRD、XPS、SEM-EDS、TEM等手段,系統(tǒng)研究熱解對電極材料表面元素含量、化學態(tài)變化、形貌、物相和粒徑的影響,揭示熱解對電極材料表面改性的機理。結(jié)果表明:隨著熱解溫度的升高,磷酸鐵鋰暴露出大量親水性表面;隨著熱解時間的延長,磷酸鐵鋰的親水性先增加后降低。當熱解溫度為500℃時,聚偏氟乙烯(PVDF)中的—(CH2CF2)n—完全斷裂,熱解產(chǎn)物單分子氟化物繼續(xù)分解,留下熱解碳。磷酸鐵鋰物相和粒徑在熱解過程中基本保持不變。對最佳熱解條件下(600℃、30 min)得到的熱解產(chǎn)物進行浮選分離,精礦中磷酸鐵鋰品位為87.88%,回收率為95.17%。以回收的磷酸鐵鋰精礦作為正極材料制備電池,其在0.2C充放電倍率下的放電比容量為133.65 mA·h/g。
