以废弃磷酸铁锂制备碳包覆的氟磷酸铁钠的方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115818613A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211602946.6H01M10/54(2006.01)(22)申请日2022.12.13C01B25/45(2006.01)C01B32/05(2017.01)(71)申请人湖北万润新能源科技股份有限公司地址442500湖北省十堰市郧阳经济开发区天马大道557号(72)发明人王勤杨娇娇黄珊珊(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师王焕(51)Int.Cl.C01B25/455(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M4/136(2010.01)H01M10/054(2010.01)权利要求书2页说明书11页附图2页(54)发明名称以废弃磷酸铁锂制备碳包覆的氟磷酸铁钠的方法及其应用(57)摘要本发明涉及钠离子电池技术领域，具体而言，涉及以废弃磷酸铁锂制备碳包覆的氟磷酸铁钠的方法及其应用。所述的以废弃磷酸铁锂制备碳包覆的氟磷酸铁钠的方法包括：将废弃磷酸铁锂材料与碱液混合并反应，然后固液分离，得到含铝滤液和磷酸铁锂滤渣；将所述磷酸铁锂滤渣、氯化铝和氯化钠混合均匀后，进行真空焙烧，得到焙烧料；将所述焙烧料与钠源、铁源和磷源中的至少一种混合均匀，得到混合料，然后向其中加入氟源、碳源和溶剂，混合均匀后依次进行干燥和煅烧，得到碳包覆的氟磷酸铁钠。该方法具有成本低、附加值高，流程短，回收率高以及制得的碳包覆的氟磷酸铁钠电化学性能优异等优点。CN115818613ACN115818613A权利要求书1/2页1.一种以废弃磷酸铁锂制备碳包覆的氟磷酸铁钠的方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)、将废弃磷酸铁锂材料与碱液混合并反应，然后固液分离，得到含铝滤液和磷酸铁锂滤渣；(b)、将所述磷酸铁锂滤渣、氯化铝和氯化钠混合均匀后，进行真空焙烧，得到焙烧料；(c)、将所述焙烧料与钠源、铁源和磷源中的至少一种混合均匀，得到混合料，然后向其中加入氟源、碳源和溶剂，混合均匀后依次进行干燥和煅烧，得到碳包覆的氟磷酸铁钠。2.根据权利要求1所述的以废弃磷酸铁锂制备碳包覆的氟磷酸铁钠的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述废弃磷酸铁锂材料和所述碱液的质量比为1：5～15；优选地，所述碱液包括氢氧化钠溶液；优选地，所述碱液的摩尔浓度为3～5mol/L。3.根据权利要求2所述的以废弃磷酸铁锂制备碳包覆的氟磷酸铁钠的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述含铝滤液重复利用至其中的氢氧根离子的摩尔浓度<0.2mol/L，得到废弃含铝液；优选地，步骤(a)中，还包括将所述废弃含铝液进行回收处理，制得氯化铝和碳酸钠的步骤；优选地，所述回收处理的方法包括：向所述废弃含铝液中通入二氧化碳，降低其pH至9～11，然后固液分离，得到氢氧化铝沉淀和碳酸钠滤液；所述氢氧化铝沉淀与盐酸混合并反应，然后浓缩结晶，得到氯化铝；所述碳酸钠滤液经过浓缩结晶，得到碳酸钠。4.根据权利要求1所述的以废弃磷酸铁锂制备碳包覆的氟磷酸铁钠的方法，其特征在于，步骤(b)中，所述磷酸铁锂滤渣中的锂元素、所述氯化铝和所述氯化钠的摩尔比为1：1.2～1.5：1.02～1.05；优选地，步骤(b)中，所述真空焙烧的温度为400～600℃，所述真空焙烧的时间为4～6h；所述真空焙烧的真空度为‑0.04～‑0.08MPa。5.根据权利要求1所述的以废弃磷酸铁锂制备碳包覆的氟磷酸铁钠的方法，其特征在于，步骤(b)中，收集所述真空焙烧所产生的废气料，并将其与氨水混合、进行沉铝反应，然后固液分离，再将所述固液分离后所得的固体物料进行烧结，得到氧化铝，并将所述固液分离后所得的液体物料与碳酸钠混合并进行沉锂反应，固液分离后得到碳酸锂；优选地，所述氨水的摩尔浓度为0.01～0.1mol/L；优选地，所述沉铝反应的过程中，混合物料的温度为40～80℃，所述沉铝反应的时间为1～3h；优选地，所述沉锂反应的过程中，混合物料的温度为60～90℃，所述沉锂反应的时间为1～3h。6.根据权利要求1所述的以废弃磷酸铁锂制备碳包覆的氟磷酸铁钠的方法，其特征在于，步骤(c)中，所述将所述焙烧料与钠源、铁源和磷源中的至少一种混合之前，检测所述焙烧料中的Na元素、Fe元素和P元素的含量，并按照所述混合料中的Na元素、Fe元素和P元素的摩尔比为0.95～0.98：1：1.02～1.05进行配料；优选地，所述钠源包括碳酸钠、碳酸氢钠和醋酸钠中的至少一种；所述铁源包括氧化铁红、草酸亚铁和醋酸铁中的至少一种；所述磷源包括磷酸、磷酸一氢铵和磷酸二氢铵中的至2CN115818613A权利要求书2/2页少一种。7.根据权利要求1所述的以废弃磷