废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法转让专利

申请号 : CN201810219378.9

文献号 : CN110277602A

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发明人 : 许开华张云河李涛叶建

申请人 : 荆门市格林美新材料有限公司

摘要 :

本发明公开了一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,该方法通过将拆解获得的磷酸铁锂正极极片进行煅烧处理,获得废旧磷酸铁锂;将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,加入表面活性剂、可溶性铁盐和双氧水,搅拌获得含有磷酸铁锂的溶液;再向含有磷酸铁锂的溶液中加入磷酸二氢铵溶液,搅拌后烘干获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;将磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末与锂盐混合,煅烧获得修复再生的磷酸铁锂正极材料;这样,本发明采用包覆技术,在材料表面包覆一层该材料的磷酸铁锂,最后通过补锂高温煅烧获得修复再生的磷酸铁锂正极材料,实现修复再生的同时达到包覆的目的,从而改善回收的磷酸铁锂正极材料的循环性能。

权利要求 :

1.一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其特征在于,其方法通过以下步骤实施:步骤1,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在200~600℃下进行煅烧2~8h,然后进行超声处理,最后过筛洗涤,获得废旧磷酸铁锂;

步骤2,将所述步骤1获得的废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,向所述中间溶液中加入表面活性剂、可溶性铁盐和双氧水,搅拌获得含有磷酸铁锂的溶液;

步骤3,向所述步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液中加入磷酸二氢铵溶液,搅拌后烘干获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;

步骤4,向所述步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入锂盐以调整所述磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比,并且在惰性气氛下进行煅烧,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。

2.根据权利要求1所述的废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其特征在于,所述步骤2中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中至少一种。

3.根据权利要求2所述的废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其特征在于,所述步骤2中表面活性剂加入的质量为所述废旧磷酸铁锂的质量的1~5%。

4.根据权利要求2所述的废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其特征在于,所述步骤2中可溶性铁盐为二价铁和/或三价铁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐中至少一种。

5.根据权利要求4所述的废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其特征在于,所述步骤2中可溶性铁盐加入的质量为所述废旧磷酸铁锂的质量的1~10%。

6.根据权利要求2所述的废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其特征在于,所述步骤2中的搅拌转速为100~500r/min,搅拌时间4~8h。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其特征在于,所述步骤3中磷酸二氢铵溶液加入的质量为所述含有磷酸铁锂的溶液的质量的1~10%。

8.根据权利要求7所述的废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其特征在于,所述步骤3中的搅拌时间为1~4h,烘干温度为100~150℃,烘干时间为4~8h。

9.根据权利要求8所述的废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其特征在于,所述步骤4中锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂、氟化锂、溴化锂、碘化锂和磷酸二氢锂中至少一种,所述锂盐的加入量为添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~

1.05)。

10.根据权利要求9所述的废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其特征在于,所述步骤4中煅烧温度为600~1000℃,煅烧时间为4~8h。

说明书 :

废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法

技术领域

[0001] 本发明属于废旧电池回收利用技术领域,具体涉及废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法。

背景技术

[0002] 常见的磷酸铁锂正极材料的回收利用主要包括有价金属的提取以及修复再生两种。
[0003] 现有技术中,有价金属的提取通常采用酸浸出的方式溶解正极材料,获得有价金属离子的溶液,最后通过除杂、沉淀,得到有价金属的无机盐;这种有价金属的提取方式简单易行,是目前最常见的回收利用废旧电池的方法,但是,该提取方法的处理成本高,需要消耗大量酸碱,并且会产生大量三废,对环境造成严重污染。
[0004] 修复再生则是将分离得到的正极材料通过补锂,实现材料的物理、化学指标的恢复,达到修复再生的目的;修复再生技术作为新兴技术,目前处于实验室研发中,该技术通过简单补锂,即可实现材料的修复再生,但是,与直接制备得到的电池材料相比,由于修复再生的电池材料其材料中存在一些杂质,在充放电的过程中,材料中的杂质会与电解液发生副反应,从而影响材料的循环性能,因此,该方法获得的电池材料的电化学性能却相差较远,难以与商业化的材料进行比较。

发明内容

[0005] 为了克服现有技术的不足,本发明的目的旨在提供废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法。
[0006] 本发明提供的废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0007] 步骤1,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在200~600℃下进行煅烧2~8h,然后进行超声处理,最后过筛洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0008] 步骤2,将所述步骤1获得的废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,向所述中间溶液中加入表面活性剂、可溶性铁盐和双氧水,搅拌获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0009] 步骤3,向所述步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液中加入磷酸二氢铵溶液,搅拌后烘干获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0010] 步骤4,向所述步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入锂盐以调整所述磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比,并且在惰性气氛下进行煅烧,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0011] 上述方案中,所述步骤2中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中至少一种。
[0012] 上述方案中,所述步骤2中表面活性剂加入的质量为所述废旧磷酸铁锂的质量的1~5%。
[0013] 上述方案中,所述步骤2中可溶性铁盐为二价铁和/或三价铁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐中至少一种。
[0014] 上述方案中,所述步骤2中可溶性铁盐加入的质量为所述废旧磷酸铁锂的质量的1~10%。
[0015] 上述方案中,所述步骤2中的搅拌转速为100~500r/min,搅拌时间4~8h。
[0016] 上述方案中,所述步骤3中磷酸二氢铵溶液加入的质量为所述含有磷酸铁锂的溶液的质量的1~10%。
[0017] 上述方案中,所述步骤3中的搅拌时间为1~4h,烘干温度为100~150℃,烘干时间为4~8h。
[0018] 上述方案中,所述步骤4中锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂、氟化锂、溴化锂、碘化锂和磷酸二氢锂中至少一种,所述锂盐的加入量为添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)。
[0019] 上述方案中,所述步骤4中煅烧温度为600~1000℃,煅烧时间为4~8h。
[0020] 与现有技术相比,本发明提出了废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,该方法通过将拆解获得的磷酸铁锂正极极片进行煅烧处理,获得废旧磷酸铁锂;将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,加入表面活性剂、可溶性铁盐和双氧水,搅拌获得含有磷酸铁锂的溶液;再向含有磷酸铁锂的溶液中加入磷酸二氢铵溶液,搅拌后烘干获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;将磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末与锂盐混合,煅烧获得修复再生的磷酸铁锂正极材料;这样,本发明采用包覆技术,在废旧磷酸铁锂材料表面包覆一层磷酸铁,最后通过补锂高温煅烧获得修复再生的磷酸铁锂正极材料,实现修复再生的同时达到包覆的目的,从而改善回收的磷酸铁锂正极材料的循环性能;本发明获得的磷酸铁锂正极材料虽然是纯净的磷酸铁锂,但是其表面包覆了一层“新”磷酸铁锂,外层包覆的新的磷酸铁锂相比于内层的原有磷酸铁锂,具有更好的电化学性能;此外,本发明采用的包覆方法,与传统包覆(氧化物包覆、导电聚合物包覆等)相比,能够在提高材料整体比容量的基础上同时实现,包覆工艺更简单,即在修复再生的基础上同时实现包覆,并且包覆材料具有更高的比容量。

具体实施方式

[0021] 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。
[0022] 本发明实施例提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0023] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在200~600℃下进行煅烧2~8h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0024] 步骤2,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,向中间溶液中加入表面活性剂、可溶性铁盐和双氧水,以100~500r/min的转速搅拌4~8h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0025] 其中,表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中至少一种,表面活性剂加入的质量为所述废旧磷酸铁锂的质量的1~5%;
[0026] 可溶性铁盐为二价铁和/或三价铁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐中至少一种,可溶性铁盐加入的质量为所述废旧磷酸铁锂的质量的1~10%;
[0027] 双氧水加入的质量为废旧磷酸铁锂的质量的1~5%;
[0028] 步骤3,向含有磷酸铁锂的溶液中加入磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌1~4h后,并在100~150℃下烘干4~8h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0029] 其中,磷酸二氢铵溶液加入的质量为所述含有磷酸铁锂的溶液的质量的1~10%;
[0030] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入锂盐,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入锂盐,最后在惰性气氛下在600~1000℃下煅烧4~8h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料;
[0031] 其中,锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂、氟化锂、溴化锂、碘化锂和磷酸二氢锂中至少一种。
[0032] 本发明采用包覆技术,在废旧磷酸铁锂材料表面包覆一层磷酸铁,最后通过补锂高温煅烧获得修复再生的磷酸铁锂正极材料,实现修复再生的同时达到包覆的目的,从而改善回收的磷酸铁锂正极材料的循环性能;本发明获得的磷酸铁锂正极材料虽然是纯净的磷酸铁锂,但是其表面包覆了一层“新”磷酸铁锂,外层包覆的新的磷酸铁锂相比于内层的原有磷酸铁锂,具有更好的电化学性能;此外,本发明采用的包覆方法,与传统包覆(氧化物包覆、导电聚合物包覆等)相比,能够在提高材料整体比容量的基础上同时实现,包覆工艺更简单,即在修复再生的基础上同时实现包覆,并且包覆材料具有更高的比容量。
[0033] 实施例1
[0034] 本发明实施例1提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0035] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在200℃下进行煅烧8h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0036] 步骤2,称取步骤1获得的废旧磷酸铁锂,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,以废旧磷酸铁锂的质量为基准,向中间溶液中加入2%的十二烷基苯磺酸钠、5%的硝酸亚铁和2%的双氧水,以200r/min的转速搅拌6h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0037] 步骤3,称取步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液,向含有磷酸铁锂的溶液中加入5%的磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌2h后在120℃下烘干6h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0038] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入碳酸锂,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入碳酸锂,最后在氩气/氢气气氛下在800℃下煅烧8h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0039] 与现有技术相比,采用上述方案制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料作为正极,采用金属锂片作为负极装配扣式电池进行充放电测试,采用本发明制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到152mAh/g;100次充放循环后容量保持率可达96.7%;在2C倍率下,放电比容量达到135.3mAh/g。
[0040] 实施例2
[0041] 本发明实施例2提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0042] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在400℃下进行煅烧5h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0043] 步骤2,称取步骤1获得的废旧磷酸铁锂,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,以废旧磷酸铁锂的质量为基准,向中间溶液中加入2%的十二烷基苯磺酸钠、5%的硝酸亚铁和2%的双氧水,以200r/min的转速搅拌6h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0044] 步骤3,称取步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液,向含有磷酸铁锂的溶液中加入5%的磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌2h后在120℃下烘干6h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0045] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入碳酸锂,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入碳酸锂,最后在氩气/氢气气氛下在800℃下煅烧8h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0046] 与现有技术相比,采用上述方案制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料作为正极,采用金属锂片作为负极装配扣式电池进行充放电测试,采用本发明制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到152mAh/g;100次充放循环后容量保持率可达96.3%;在2C倍率下,放电比容量达到136.3mAh/g。
[0047] 实施例3
[0048] 本发明实施例3提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0049] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在600℃下进行煅烧2h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0050] 步骤2,称取步骤1获得的废旧磷酸铁锂,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,以废旧磷酸铁锂的质量为基准,向中间溶液中加入2%的十二烷基苯磺酸钠、5%的硝酸亚铁和2%的双氧水,以200r/min的转速搅拌6h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0051] 步骤3,称取步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液,向含有磷酸铁锂的溶液中加入5%的磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌2h后在120℃下烘干6h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0052] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入碳酸锂,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入碳酸锂,最后在氩气/氢气气氛下在800℃下煅烧8h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0053] 与现有技术相比,采用上述方案制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料作为正极,采用金属锂片作为负极装配扣式电池进行充放电测试,采用本发明制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到152.6mAh/g;100次充放循环后容量保持率可达96.2%;在2C倍率下,放电比容量达到135.5mAh/g。
[0054] 实施例4
[0055] 本发明实施例4提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0056] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在400℃下进行煅烧6h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0057] 步骤2,称取步骤1获得的废旧磷酸铁锂,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,以废旧磷酸铁锂的质量为基准,向中间溶液中加入1%的十六烷基硫酸钠、1%的硫酸亚铁和1%的双氧水,以100r/min的转速搅拌8h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0058] 步骤3,称取步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液,向含有磷酸铁锂的溶液中加入6%的磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌3h后在120℃下烘干5h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0059] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入醋酸锂,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入醋酸锂,最后在氩气/氢气气氛下在800℃下煅烧6h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0060] 与现有技术相比,采用上述方案制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料作为正极,采用金属锂片作为负极装配扣式电池进行充放电测试,采用本发明制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到152.4mAh/g;100次充放循环后容量保持率可达96.7%;在2C倍率下,放电比容量达到135.7mAh/g。
[0061] 实施例5
[0062] 本发明实施例5提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0063] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在400℃下进行煅烧6h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0064] 步骤2,称取步骤1获得的废旧磷酸铁锂,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,以废旧磷酸铁锂的质量为基准,向中间溶液中加入1%的十六烷基硫酸钠、6%的氯化亚铁和2%的双氧水,以300r/min的转速搅拌6h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0065] 步骤3,称取步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液,向含有磷酸铁锂的溶液中加入6%的磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌3h后在120℃下烘干5h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0066] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入醋酸锂,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入醋酸锂,最后在氩气/氢气气氛下在800℃下煅烧6h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0067] 与现有技术相比,采用上述方案制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料作为正极,采用金属锂片作为负极装配扣式电池进行充放电测试,采用本发明制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到153.1mAh/g;100次充放循环后容量保持率可达96.2%;在2C倍率下,放电比容量达到135.3mAh/g。
[0068] 实施例6
[0069] 本发明实施例6提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0070] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在400℃下进行煅烧6h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0071] 步骤2,称取步骤1获得的废旧磷酸铁锂,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,以废旧磷酸铁锂的质量为基准,向中间溶液中加入1%的十六烷基硫酸钠、10%的氯化铁和5%的双氧水,以500r/min的转速搅拌8h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0072] 步骤3,称取步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液,向含有磷酸铁锂的溶液中加入6%的磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌3h后在120℃下烘干5h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0073] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入醋酸锂,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入醋酸锂,最后在氩气/氢气气氛下在800℃下煅烧6h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0074] 与现有技术相比,采用上述方案制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料作为正极,采用金属锂片作为负极装配扣式电池进行充放电测试,采用本发明制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到152.6mAh/g;100次充放循环后容量保持率可达96.4%;在2C倍率下,放电比容量达到135.9mAh/g。
[0075] 实施例7
[0076] 本发明实施例7提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0077] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在400℃下进行煅烧6h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0078] 步骤2,称取步骤1获得的废旧磷酸铁锂,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,以废旧磷酸铁锂的质量为基准,向中间溶液中加入3%的十六烷基三甲基溴化铵、4%的硝酸亚铁和3%的双氧水,以200r/min的转速搅拌8h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0079] 步骤3,称取步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液,向含有磷酸铁锂的溶液中加入1%的磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌1h后在100℃下烘干8h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0080] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入草酸锂,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入草酸锂,最后在氩气/氢气气氛下在820℃下煅烧6h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0081] 与现有技术相比,采用上述方案制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料作为正极,采用金属锂片作为负极装配扣式电池进行充放电测试,采用本发明制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到152.6mAh/g;100次充放循环后容量保持率可达96.6%;在2C倍率下,放电比容量达到135.4mAh/g。
[0082] 实施例8
[0083] 本发明实施例8提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0084] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在400℃下进行煅烧6h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0085] 步骤2,称取步骤1获得的废旧磷酸铁锂,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,以废旧磷酸铁锂的质量为基准,向中间溶液中加入3%的十六烷基三甲基溴化铵、4%的硝酸亚铁和3%的双氧水,以200r/min的转速搅拌8h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0086] 步骤3,称取步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液,向含有磷酸铁锂的溶液中加入5%的磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌2.5h后在120℃下烘干6h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0087] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入草酸锂,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入草酸锂,最后在氩气/氢气气氛下在820℃下煅烧6h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0088] 与现有技术相比,采用上述方案制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料作为正极,采用金属锂片作为负极装配扣式电池进行充放电测试,采用本发明制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到152mAh/g;100次充放循环后容量保持率可达96.7%;在2C倍率下,放电比容量达到136.3mAh/g。
[0089] 实施例9
[0090] 本发明实施例9提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0091] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在400℃下进行煅烧6h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0092] 步骤2,称取步骤1获得的废旧磷酸铁锂,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,以废旧磷酸铁锂的质量为基准,向中间溶液中加入3%的十六烷基三甲基溴化铵、4%的硝酸亚铁和3%的双氧水,以200r/min的转速搅拌8h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0093] 步骤3,称取步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液,向含有磷酸铁锂的溶液中加入10%的磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌4h后在150℃下烘干4h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0094] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入草酸锂,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入草酸锂,最后在氩气/氢气气氛下在820℃下煅烧6h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0095] 与现有技术相比,采用上述方案制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料作为正极,采用金属锂片作为负极装配扣式电池进行充放电测试,采用本发明制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到152.9mAh/g;100次充放循环后容量保持率可达96.2%;在2C倍率下,放电比容量达到135.5mAh/g。
[0096] 实施例10
[0097] 本发明实施例10提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0098] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在500℃下进行煅烧4h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0099] 步骤2,称取步骤1获得的废旧磷酸铁锂,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,以废旧磷酸铁锂的质量为基准,向中间溶液中加入2%的十二烷基苯磺酸钠、6%的硝酸亚铁和3%的双氧水,以360r/min的转速搅拌5h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0100] 步骤3,称取步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液,向含有磷酸铁锂的溶液中加入6%的磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌3h后在130℃下烘干6h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0101] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入氢氧化锂,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入氢氧化锂,最后在氩气/氢气气氛下在600℃下煅烧4h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0102] 与现有技术相比,采用上述方案制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料作为正极,采用金属锂片作为负极装配扣式电池进行充放电测试,采用本发明制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到152.4mAh/g;100次充放循环后容量保持率可达96.9%;在2C倍率下,放电比容量达到136.1mAh/g。
[0103] 实施例11
[0104] 本发明实施例11提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0105] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在500℃下进行煅烧4h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0106] 步骤2,称取步骤1获得的废旧磷酸铁锂,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,以废旧磷酸铁锂的质量为基准,向中间溶液中加入2%的十二烷基苯磺酸钠、6%的硝酸亚铁和3%的双氧水,以360r/min的转速搅拌5h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0107] 步骤3,称取步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液,向含有磷酸铁锂的溶液中加入6%的磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌3h后在130℃下烘干6h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0108] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入氢氧化锂,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入氢氧化锂,最后在氩气/氢气气氛下在880℃下煅烧6h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0109] 与现有技术相比,采用上述方案制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料作为正极,采用金属锂片作为负极装配扣式电池进行充放电测试,采用本发明制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到152.3mAh/g;100次充放循环后容量保持率可达96.8%;在2C倍率下,放电比容量达到136.3mAh/g。
[0110] 实施例12
[0111] 本发明实施例12提供一种废旧电池中磷酸铁锂正极材料的修复再生方法,其方法通过以下步骤实施:
[0112] 步骤1,将废旧锂离子电池清洗、放电,拆解分选出磷酸铁锂正极极片,将拆解获得的磷酸铁锂正极极片在500℃下进行煅烧4h,然后将煅烧后得到的正极极片进行超声处理,最后采用50~200目筛过筛,洗涤,获得废旧磷酸铁锂;
[0113] 步骤2,称取步骤1获得的废旧磷酸铁锂,将废旧磷酸铁锂分散于去离子水中,获得中间溶液,以废旧磷酸铁锂的质量为基准,向中间溶液中加入2%的十二烷基苯磺酸钠、6%的硝酸亚铁和3%的双氧水,以360r/min的转速搅拌5h,获得含有磷酸铁锂的溶液;
[0114] 步骤3,称取步骤2获得的含有磷酸铁锂的溶液,向含有磷酸铁锂的溶液中加入6%的磷酸二氢铵溶液,常温下搅拌3h后在130℃下烘干6h,获得磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末;
[0115] 步骤4,根据步骤3获得的磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比向磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末中加入氢氧化锂,添加至磷酸铁包覆的磷酸铁锂粉末的锂铁比为1:(1~1.05)后停止加入氢氧化锂,最后在氩气/氢气气氛下在1000℃下煅烧4h,获得修复再生的磷酸铁锂正极材料。
[0116] 与现有技术相比,采用上述方案制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料作为正极,采用金属锂片作为负极装配扣式电池进行充放电测试,采用本发明制得的修复再生的磷酸铁锂正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到153mAh/g;100次充放循环后容量保持率可达96.7%;在2C倍率下,放电比容量达到135.3mAh/g。
[0117] 以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。