一种废旧磷酸铁锂正极片回收磷酸铁前驱体的方法与流程

文档序号:12100576阅读:483来源:国知局

本发明涉及动力电池回收领域,具体的是一种废旧磷酸铁锂正极片回收磷酸铁前驱体的方法。



背景技术:

锂离子电池具有循环寿命长、比能量高、放电电压平稳、体积小、无记忆效应等优点。锂离子电池可以使用在便携式设备、卫星、储备电源、电动汽车等领域,具有广阔的发展前景。我国863新能源汽车重大专项的实施,可以预见我国电动车的市场化和产业化将会很快到来。近年,基于对可再生能源的开发,对储能设备将会有巨大的需求。

磷酸铁锂具有安全、环保、稳定性好、比容量高、价格便宜等优点,被认为是动力电池和储能电池中重要的候选正极材料。因此,磷酸铁锂电池的市场潜力是十分巨大的。可以预见,磷酸铁锂材料的产量和使用量将会大幅提升。所以,废旧磷酸铁锂电池的回收也具有极大的意义,不仅有利于环境的保护,更有利于资源的回收利用。

目前,锂离子二次电池回收工艺分为:酸碱溶解浸出法、化学沉淀和盐析法、离子交换法、萃取法以及电沉积法。



技术实现要素:

本发明设计了一种废旧磷酸铁锂正极片回收磷酸铁前驱体的方法,方法中将磷酸铁锂回收成锂和磷酸铁前驱体,以达到回收物质纯净的目的。

本发明是采用如下方案实现的:

一种废旧磷酸铁锂正极片回收磷酸铁前驱体的方法,其特征在于,包括如下步骤,

步骤一,将磷酸铁锂正极片于200~800℃煅烧1~4h,使得活性粉末与集流体铝箔分离,筛分得到活性粉末;

步骤二,向得到的活性粉末中加入盐酸,控制pH值在0.5~1,保持温度在50~80℃,使得活性粉末溶解,过滤,收集滤液;

步骤三,向滤液中加入氢氧化锂调节滤液的pH值在7.2~8,反应一段时间,有沉淀析出,过滤,收集沉淀和滤液;

步骤四,将收集到的沉淀洗涤干燥,然后与石墨混合分散于乙醇中,球磨,一段时间后烘干得到磷酸亚铁;

步骤五,将步骤四获得的磷酸亚铁与步骤三得到滤液混合,球磨,一段时间后,过滤,得到滤渣,洗涤并干燥得到产物磷酸铁锂。

优选地,步骤一中,磷酸铁锂正极片煅烧分为两步,第一步是在200~600℃的条件下煅烧0.5h,然后将磷酸铁锂活性物质与集流体铝箔分离,并筛分,再将磷酸铁锂活性物质置于600~800℃的条件下继续煅烧。

优选地,步骤五中,磷酸铁与石墨的摩尔比为1:1~1.1。

本发明中,在煅烧正极材料的步骤中,磷酸铁锂中部分铁元素会被氧化为氧化铁,因此将正极材料中的铁元素都制成磷酸铁前驱体,然后再将磷酸铁前驱体还原为磷酸亚铁,再进一步制成磷酸铁锂正极材料,提高了铁的利用率。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

1、将磷酸铁锂正极片在200~600℃的条件下煅烧,0.5h,将磷酸铁锂活性物质与集流体铝箔分离,并筛分,将获得的磷酸铁锂活性粉末置于空气气氛中在600℃的条件下继续煅烧3.5h,使得磷酸铁锂中的铁被氧化为氧化铁。

2、向煅烧后的粉末加入浓度6mol/L的盐酸,控制pH在0.5,水浴,水浴温度为80℃,磷酸铁锂溶解于盐酸中,过滤溶液,将杂质除去,获得滤液。

3、向滤液中加入氢氧化锂调节溶液的pH为7.2,反应2h后,溶液中的铁离子以磷酸铁的形式析出,过滤洗涤并干燥收集磷酸铁。

4、将磷酸铁与石墨混合分散于乙醇溶液中,磷酸铁与石墨的摩尔比为1:1,进行球磨,球磨5h后,将物料烘干,磷酸铁转化为磷酸亚铁。

5、将磷酸亚铁与步骤三得到的滤液混合,球磨3h,然后过滤,得到滤渣,洗涤并干燥得到产物磷酸铁锂。

实施例2

1、将磷酸铁锂正极片在200~600℃的条件下煅烧,0.5h,将磷酸铁锂活性物质与集流体铝箔分离,并筛分,将获得的磷酸铁锂活性粉末置于空气气氛中在800℃的条件下继续煅烧1h,使得磷酸铁锂中的铁被氧化为氧化铁。

2、向煅烧后的粉末加入浓度为5mol/L的盐酸,控制pH在0.8,水浴,水浴温度为60℃,磷酸铁锂溶解于盐酸中,过滤溶液,将杂质除去,获得滤液。

3、向滤液中加入氢氧化锂调节溶液的pH为7.2,反应2h后,溶液中的铁离子以磷酸铁的形式析出,过滤洗涤并干燥收集磷酸铁。

4、将磷酸铁与石墨混合分散于乙醇溶液中,磷酸铁与石墨的摩尔比为1:1.1,进行球磨,球磨4h后,将物料烘干,磷酸铁转化为磷酸亚铁。

5、将磷酸亚铁与步骤三得到的滤液混合,球磨4h,然后过滤,得到滤渣,洗涤并干燥得到产物磷酸铁锂。

实施例3

1、将磷酸铁锂正极片在200~600℃的条件下煅烧,0.5h,将磷酸铁锂活性物质与集流体铝箔分离,并筛分,将获得的磷酸铁锂活性粉末置于空气气氛中在650℃的条件下继续煅烧3h,使得磷酸铁锂中的铁被氧化为氧化铁。

2、向煅烧后的粉末加入5mol/L的盐酸,控制pH在1,水浴,水浴温度为80℃,磷酸铁锂溶解于盐酸中,过滤溶液,将杂质除去,获得滤液。

3、向滤液中加入氢氧化锂调节溶液的pH为8,反应2h后,溶液中的铁离子以磷酸铁的形式析出,过滤洗涤并干燥收集磷酸铁。

4、将磷酸铁与石墨混合分散于乙醇溶液中,磷酸铁与石墨的摩尔比为1:1.1,进行球磨,球磨4h后,将物料烘干,磷酸铁转化为磷酸亚铁。

5、将磷酸亚铁与步骤三得到的滤液混合,球磨4h,然后过滤,得到滤渣,洗涤并干燥得到产物磷酸铁锂。

实施例4

1、将磷酸铁锂正极片在200~600℃的条件下煅烧,0.5h,将磷酸铁锂活性物质与集流体铝箔分离,并筛分,将获得的磷酸铁锂活性粉末置于空气气氛中在800℃的条件下继续煅烧1h,使得磷酸铁锂中的铁被氧化为氧化铁。

2、向煅烧后的粉末加入浓度为5.2mol/L的盐酸,控制pH在0.8,水浴,水浴温度为60℃,磷酸铁锂溶解于盐酸中,过滤溶液,将杂质除去,获得滤液。

3、向滤液中加入氢氧化锂调节溶液的pH为7.2,反应2h后,溶液中的铁离子以磷酸铁的形式析出,过滤洗涤并干燥收集磷酸铁。

4、将磷酸铁与石墨混合分散于乙醇溶液中,磷酸铁与石墨的摩尔比为1:1.1,进行球磨,球磨4h后,将物料烘干,磷酸铁转化为磷酸亚铁。

5、将磷酸亚铁与步骤三得到的滤液混合,球磨4h,然后过滤,得到滤渣,洗涤并干燥得到产物磷酸铁锂。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

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