利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111333048A(43)申请公布日2020.06.26(21)申请号202010160357.1H01M4/62(2006.01)(22)申请日2020.03.10H01M10/54(2006.01)H01M10/0525(2010.01)(71)申请人桑顿新能源科技（长沙）有限公司地址410000湖南省长沙市高新开发区尖山路39号长沙中电软件园总部大楼G0232室(72)发明人殷磊王长伟陈韬商士波李东南(74)专利代理机构长沙楚为知识产权代理事务所(普通合伙)43217代理人陶祥琲(51)Int.Cl.C01B25/45(2006.01)C01B32/05(2017.01)H01M4/58(2010.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法(57)摘要本发明提供一种利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法，包括如下步骤：(1)废旧锰酸锂回收处理得滤液A；(2)废旧磷酸铁锂回收处理得滤液B；(3)对滤液A、滤液B进行ICP测试，得到两组滤液中各主要元素的含量；(4)按照两组滤液中Fe、Mn元素的摩尔数x+y＝1，确定滤液A、滤液B的比例，其中：x＝(0.9～0.1)，y＝(0.1～0.9)；之后按照所需P、Li、Mn、Fe摩尔比补入磷源、锂源，经反应后得到磷酸铁锰锂前驱体；然后再高温焙烧热反应得到磷酸铁锰锂正极材料。本发明提供的方法，工艺较为简单、操作方便，两种废旧原料来料广泛、价格低、能减少资源的损耗以及辅料的加入，还能提高材料回收率，降低设备、生产、原料等成本。CN111333048ACN111333048A权利要求书1/2页1.一种利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)废旧锰酸锂回收处理得滤液A：将废旧锰酸锂材料在过氧化氢的酸性溶液中溶解并经过除杂处理后，得到滤液A，滤液A中主要含有锰元素、锂元素；(2)废旧磷酸铁锂回收处理得滤液B：将废旧磷酸铁锂经过酸浸处理除杂，得到滤液B，滤液B中主要含有磷、铁、锂元素；(3)ICP测试：对滤液A、滤液B进行ICP测试，得到两组滤液中各主要元素的含量；(4)制备磷酸铁锰锂前驱体：按照两组滤液中Fe、Mn元素的摩尔数x+y＝1，确定滤液A、滤液B的比例，其中：x＝(0.9～0.1)，y＝(0.1～0.9)；之后按比例将第一滤液、第二滤液混合后，再按照溶液中P元素与Mn、Fe元素之和的摩尔比为1:1补加入磷源，同时按照溶液中Li元素与Mn、Fe元素之和的摩尔比为(1～1.1):1补加入锂源，之后在搅拌下缓慢滴入碱性溶液至pH＝9～10，继续搅拌7～9h后，抽滤、洗涤、烘干得到磷酸铁锰锂前驱体；(5)制备磷酸铁锰锂正极材料LizMnxFeyPO4：将步骤(4)得到的磷酸铁锰锂前驱体高温焙烧得到磷酸铁锰锂正极材料LizMnxFeyPO4，其中：z＝(1～1.1)。2.根据权利要求1所述的利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法，其特征在于，步骤(5)中的焙烧条件为：将磷酸铁锰锂前驱体在惰性气体气氛下高温热反应，先450～500℃恒温2～3h，之后升温至550～600℃恒温3～4h，最后升温至700～750℃恒温8～10h。3.根据权利要求1或2所述的利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法，其特征在于，所述步骤(5)中还包括在步骤(4)得到的磷酸铁锰锂前驱体中加入5wt％～20wt％的碳源以及纯水混合后，研磨、干燥、焙烧得到碳包覆的磷酸铁锰锂正极材料LizMnxFeyPO4/C。4.根据权利要求3所述的利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、酚醛树脂、石墨、碳纳米管中的任意一种或两种及以上的组合。5.根据权利要求3所述的利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法，其特征在于，步骤(5)中研磨至物料粒径为450～550nm。6.根据权利要求3所述的利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法，其特征在于，所述步骤(5)中还包括在磷酸铁锰锂前驱体中加入0.2wt％～2.0wt％的添加剂。7.根据权利要求6所述的利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述添加剂为醋酸镁、氧化铝、氧化钛、五氧化二铌、氧化锆的任意一种或两种及以上的组合。8.根据权利要求1或2所述的利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述过氧化氢的酸性溶液的pH值小于或等于3，所述过氧化氢的酸性溶液中的过氧化氢与废旧锰酸锂中的锂元素的摩尔比为(2.5～3.5)：1。9.根据权