编号：FTJS09855
篇名：采用热解浮选回收废旧锂离子电池中磷酸铁锂
作者：张日林 雷云 魏广叶 王雨 余志辉 曲景奎 齐涛
关键词：废旧电极材料 磷酸铁锂 热解 浮选 表面改性
机构：中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心
摘要：随着全球磷酸铁锂电池退役量的增加,废旧磷酸铁锂电池电极材料的高效分离与回收利用技术亟待突破。本研究采用热解工艺去除废旧锂离子电池中磷酸铁锂颗粒表面的有机黏结剂,通过改变其表面润湿性,以实现正负极颗粒的高效浮选分离。借助XRD、XPS、SEM-EDS、TEM等手段,系统研究热解对电极材料表面元素含量、化学态变化、形貌、物相和粒径的影响,揭示热解对电极材料表面改性的机理。结果表明:随着热解温度的升高,磷酸铁锂暴露出大量亲水性表面;随着热解时间的延长,磷酸铁锂的亲水性先增加后降低。当热解温度为500℃时,聚偏氟乙烯(PVDF)中的—(CH2CF2)n—完全断裂,热解产物单分子氟化物继续分解,留下热解碳。磷酸铁锂物相和粒径在热解过程中基本保持不变。对最佳热解条件下(600℃、30 min)得到的热解产物进行浮选分离,精矿中磷酸铁锂品位为87.88%,回收率为95.17%。以回收的磷酸铁锂精矿作为正极材料制备电池,其在0.2C充放电倍率下的放电比容量为133.65 mA·h/g。
