本发明涉及了电池材料回收，具体涉及了一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺。
背景技术：
1、磷酸铁锂是一种常用的锂离子电池正极材料，具有高能量密度以及长寿命等优点，被广泛应用于新能源汽车行业。废旧磷酸铁锂正极材料中主要包括磷酸铁锂、导电炭黑以及pvdf等原料，废旧磷酸铁锂正极材料中含有丰富的铁、锂等金属，其中最有回收价值的元素是锂，铁也有一定的回收价值，对废旧磷酸铁锂正极材料的回收，不仅能降低由于废弃物带来的环境压力，同时也能带来客观的经济效益，有利于整个行业的可持续发展。
2、废旧的磷酸铁锂正极片中，磷酸铁锂活性物质附着在铝箔上，在回收过程中，首先会将活性物质从集流体上分离出来，然后将磷酸铁锂活性物质进行火法、湿法或高温再生工艺的回收。其中，火法回收包括机械分选和高温分解法，机械分选法是依据废旧磷酸铁锂电池中各物质的性质不同，通过机械方法，将不同金属合理回收。高温分解法是将废旧磷酸铁锂料放入马弗炉中煅烧，将电池氧化分解，从而进行回收。火法回收的优点是应用广泛，而且回收效率高。缺点是生产过程中产物污染性气体或物质，不能充分回收各种金属，不利于大规模生产。湿法回收主要是指其中有价金属锂、铁、磷的回收，常用的方法是采用硫酸或硝酸和双氧水进行酸浸，将磷酸铁锂残渣进行浸出，然后，选择氢氧化钠和氨水作为铁沉淀剂进行化学沉淀，得到氧化铁，最后，采用饱和碳酸钠作为锂沉淀剂，将含锂溶液从一次沉淀后的残液中分离，得到碳酸锂。一般情况下，硫酸和硝酸法所得锂的浸出率均超过80％，且制备的氢氧化铝均可以回收再利用，水热沉淀回收的碳酸锂纯度可达到电池级要求，有利于实现工业化生产。但是该工艺对于沉淀得到的锂盐纯度难以控制，对设备的耐腐蚀性要求高，并且正极材料中与锂共存在铝、铜、铁等金属将被同步浸出，为得到合格的碳酸锂产品，需实现几种金属的同步脱除，难度极大，将导致更高的回收成本。
3、高温再生回收工艺是指先除去废旧磷酸铁锂活性物质中的杂质，然后通过补充元素的方式起到修复作用，进而提高回收材料电化学性能的方法，回收过程中不会破坏磷酸铁锂的结构，不需要使用大量的酸碱试剂，对环境污染较小，工艺流程简单，易于操作，得到了很多生产厂家的关注。但是，铝杂质的存在会对修复电池材料的电化学性能存在较大的影响。铝杂质的产生主要来源于集流体中的铝箔，常规的从铝箔上剥离活性物质的方式主要是热处理、碱浸或有机溶剂的浸泡。首先，热处理过程一般需要将正极片加热至500℃以上，在这个过程中，可能会出现铝箔的脆化，导致磷酸铁锂的活性物质中掺杂较多的铝，且热处理的方式活性物质剥离率较低，会造成磷酸铁锂活性物质出现一定的浪费。碱浸泡或者有机溶剂的浸泡，一方面，需要大量的碱或有机溶剂来浸泡，成本较高；另一方面，浸泡时间长，回收效率较低。
4、因此，研究一种环保性高、回收成本低且回收产品纯度高、回收率高的废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于：针对现有技术废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺存在环保性差、成本较高、回收产品纯度低或回收率低的问题，提供一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，该回收工艺中，铝箔和磷酸铁锂粉料实现了非常好的分离，减少了材料的浪费，最终得到的磷酸铁锂修复材料中铝杂质的含量控制在80ppm以内，保证了磷酸铁锂修复材料优秀的电化学性能，且回收过程中不会破坏磷酸铁锂的结构，不需要使用大量的酸碱试剂，对环境污染较小，工艺流程简单，易于操作，取得了意想不到的技术效果。
2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
3、一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，包括以下步骤：
4、步骤1、对废旧的磷酸铁锂电池材料进行分级处理，得到磷酸铁锂正极片，备用；
5、步骤2、将步骤1得到的磷酸铁锂正极片放入不高于220℃的二甲基乙酰胺的蒸汽中，静置一段时间，然后将正极片在去离子水中进行多次的漂洗处理；
6、步骤3、将步骤2处理的磷酸铁锂正极片再次放入不高于220℃的二甲基乙酰胺的蒸汽中，静置一段时间，然后将正极片在去离子水中进行多次的漂洗处理，实现铝箔与磷酸铁锂粉料的分离；
7、步骤4、收集步骤2和步骤3分离出来的包括磷酸铁锂活性物质的混合液，搅拌，依次进行过滤、清洗以及烘干处理，得到磷酸铁锂粉料；
8、步骤5、将步骤4得到的磷酸铁锂粉料与锂源材料进行混合研磨处理，之后在惰性气体条件下进行高温煅烧处理，得到磷酸铁锂修复材料，完成回收。
9、本发明提供一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，主要包括以下步骤，对废旧的磷酸铁锂电池材料进行分级处理，得到磷酸铁锂正极片；然后采用高温二甲基乙酰胺蒸汽浸润+去离子多次漂洗，重复两次的方式，将铝箔和活性物质进行分离，之后磷酸铁锂粉料与锂源材料进行混合研磨处理，之后在惰性气体条件下进行高温煅烧处理，得到磷酸铁锂修复材料，完成回收。该回收工艺中，采用本技术提供的剥离方式，铝箔和磷酸铁锂粉料实现了非常好的分离，活性物质的分离率可达98.5％以上，保证了磷酸铁锂良好的分离率，减少了材料的浪费，相比有机溶剂的浸泡，有机溶剂的用量可减少50％以上，且有效的抑制了磷酸铁锂粉料中铝的杂质，使得最终得到的磷酸铁锂修复材料中铝杂质的含量控制在80ppm以内，保证了磷酸铁锂修复材料优秀的电化学性能，且回收过程中不会破坏磷酸铁锂的结构，不需要使用大量的酸碱试剂，对环境污染较小，工艺流程简单，易于操作，取得了意想不到的技术效果。
10、进一步的，所述步骤2和所述步骤3中，将磷酸铁锂正极片加入180～220℃的二甲基乙酰胺的蒸汽，静置2～3h。
11、进一步的，所述步骤2和所述步骤3中，将正极片在去离子水中进行2～4次的漂洗处理。
12、进一步的，所述步骤2和步骤3中，二甲基乙酰胺的蒸汽的体积浓度占装置空间的40％以上。研究发现，二甲基乙酰胺蒸汽的浓度会直接影响剥离效果。优选地，所述步骤2和步骤3中，二甲基乙酰胺的蒸汽的体积浓度占装置空间的40％～60％。
13、进一步的，所述步骤2和所述步骤3中，放入二甲基乙酰胺的蒸汽之前，将磷酸铁锂正极片叠设竖放处理。
14、进一步的，所述步骤4中，搅拌的时间为0.5～1h。
15、进一步的，所述步骤5中，所述锂源为硝酸锂或碳酸锂。
16、进一步的，所述步骤5中，磷酸铁锂粉料和锂源材料的混合物中，锂元素和铁元素的摩尔比为1.01～1.05:1。
17、进一步的，所述步骤5中，高温煅烧的温度为720～780℃，高温煅烧的时间为7～10h。
18、进一步的，还包括步骤6，将步骤5得到的磷酸铁锂修复材料进行研磨、过筛处理，得到最终的磷酸铁锂修复材料。
19、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
20、本发明提供一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，主要包括以下步骤，对废旧的磷酸铁锂电池材料进行分级处理，得到磷酸铁锂正极片；然后采用高温二甲基乙酰胺蒸汽浸润+去离子多次漂洗，重复两次的方式，将铝箔和活性物质进行分离，之后磷酸铁锂粉料与锂源材料进行混合研磨处理，之后在惰性气体条件下进行高温煅烧处理，得到磷酸铁锂修复材料，完成回收。该回收工艺中，采用本技术提供的高温二甲基乙酰胺蒸汽浸润+去离子多次漂洗的方式，铝箔和磷酸铁锂粉料实现了非常好的分离，活性物质的分离率可达98.5％以上，保证了磷酸铁锂良好的分离率，减少了材料的浪费，相比有机溶剂的浸泡，有机溶剂的用量可减少50％以上，且有效的抑制了磷酸铁锂粉料中铝的杂质，使得最终得到的磷酸铁锂修复材料中铝杂质的含量控制在80ppm以内，保证了磷酸铁锂修复材料优秀的电化学性能，且回收过程中不会破坏磷酸铁锂的结构，不需要使用大量的酸碱试剂，对环境污染较小，工艺流程简单，易于操作，取得了意想不到的技术效果。
1.一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，其特征在于，所述步骤2和所述步骤3中，将磷酸铁锂正极片加入180～220℃的二甲基乙酰胺的蒸汽，静置2～3h。
3.根据权利要求2所述的废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，其特征在于，所述步骤2和所述步骤3中，将正极片在去离子水中进行2～4次的漂洗处理。
4.根据权利要求3所述的废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，其特征在于，所述步骤2和步骤3中，二甲基乙酰胺的蒸汽的体积浓度占装置空间的40％以上。
5.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，其特征在于，所述步骤2和所述步骤3中，放入二甲基乙酰胺的蒸汽之前，将磷酸铁锂正极片叠设竖放处理。
6.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，其特征在于，所述步骤4中，搅拌的时间为0.5～1h。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，其特征在于，所述步骤5中，所述锂源为硝酸锂或碳酸锂。
8.根据权利要求7所述的废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，其特征在于，所述步骤5中，磷酸铁锂粉料和锂源材料的混合物中，锂元素和铁元素的摩尔比为1.01～1.05:1。
9.根据权利要求7所述的废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，其特征在于，所述步骤5中，高温煅烧的温度为720～780℃，高温煅烧的时间为7～10h。
10.根据权利要求9所述的废旧磷酸铁锂正极材料的回收工艺，其特征在于，还包括步骤6，将步骤5得到的磷酸铁锂修复材料进行研磨、过筛处理，得到最终的磷酸铁锂修复材料。
