锂电池正极材料LiFePO4因为其具有较高的放电比容量、较平稳的放电平台、良好的循环稳定性、热稳定性以及价格低廉等优点,被大规模应用于手机、电动汽车等领域。近年来磷酸铁锂电池产量逐渐上升,导致了磷酸铁锂电池的报废量逐渐上升。直接从废旧磷酸铁锂电池中单独回收锂,会使其中的铁和磷浪费掉,无法使废旧磷酸铁锂电池的回收价值最大化。所以本文通过对废旧磷酸铁锂进行浸出,综合回收磷酸铁和碳酸锂并进行磷酸铁锂的再生研究。本文从废旧磷酸铁锂的浸出中得到了含Li的浸出液和磷酸铁,研究了浸出条件如H2SO4/LiFePO4摩尔比、H2O2/LiFePO4摩尔比、H2SO4浓度、反应温度等对于磷酸铁回收率的影响。研究表明:H2SO4:H2O2:LiFePO4的摩尔比为0.65:2.81:1、H2SO4浓度为1.0 mol/L、反应温度为60℃、搅拌速度200r/min、反应时间为120 min的条件为废旧磷酸铁锂的优化浸出条件,锂的浸出率可以达到98.5%,磷酸铁的回收率可以达到98%且纯度约为98%,磷酸铁样品的粒径D50为2.67 μm。本文通过沉淀结晶法回收浸出液中的锂,研究了 pH值、沉淀剂种类、沉淀剂用量对于碳酸锂回收的影响。研究表明:用氨水调节含Li的浸出液的pH值为9.4,过滤分离后得到含Li的二次滤液,在沉淀结晶过程中添加的碳酸钠实际用量与理论用量的比值为105%,经过滤分离以及干燥后得到回收产物Li2CO3,锂的回收率为82%,碳酸锂的纯度为96.7%。本文以从废旧磷酸铁锂中回收的磷酸铁和碳酸锂作为原料,使用碳热还原法成功再生磷酸铁锂。将再生磷酸铁锂组装成扣式电池进行测试,发现样品在0.1C下的首次放电比容量为 143.3 mAh/g,1C 放电比容量为 129.7 mAh/g,在 0.1C、0.2C、0.5C、1C、3C、5C 倍率下的首次放电比容量分别为 143.3、137.4、134.5、129.7、110.8、102.1 mAh/g,电荷转移阻抗Rct是122.6Ω。