一种磷酸铁锂材料的再生处理方法.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CN106654436A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201611062223.6(22)申请日2016.11.19(71)申请人天津赫维科技有限公司地址300134天津市北辰区翡翠城14-1-501(72)发明人郝德利叶丽光(51)Int.Cl.H01M10/54(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称一种磷酸铁锂材料的再生处理方法(57)摘要一种磷酸铁锂材料的再生处理方法，把磷酸铁锂电极材料粉末在密闭炉中流动氮气保护条件下加热到250～280℃，保持1～2小时，流出的氮气通入碱液中吸收，然后冷却到室温取出。测量锂和铁的含量，计算出Li、Fe的摩尔比，以最终Li∶Fe＝1∶1计算，用碳酸锂补充锂的量，然后在600～700℃保护气氛下，热处理3～5小时，冷却降温到80℃以下，取出，得到再生的磷酸铁锂，流出的氮气通入碱液中吸收。材料的放电比容量在150mAh/g以上，自放电小，搁置性能好。CN106654436ACN106654436A权利要求书1/1页1.一种磷酸铁锂材料的再生处理方法，其特征在于，处理步骤是：1)把磷酸铁锂电极材料粉末在密闭炉中流动氮气保护条件下加热到250～280℃，保持1～2小时，流出的氮气通入碱液中吸收，然后冷却到室温取出，这个过程中，磷酸铁锂电极材料中吸附少量的电解液成份，如EC、PC、EMC、DMC等蒸发出来，随着氮气冷凝到碱液中，并且LiPF6分解成为气态物质，随着氮气进入碱液，形成LiF和Li3PO4物质；2)处理后的磷酸铁锂材料粉末，测量Li元素和铁元素的含量，计算出Li、Fe的摩尔比，以最终Li∶Fe＝1∶1计算，用碳酸锂补充锂的量，然后在600～700℃保护气氛下，热处理3～5小时，冷却降温到80℃以下，取出，得到再生的磷酸铁锂，流出的氮气通入碱液中吸收。2.根据权利要求1，一种磷酸铁锂材料的再生处理方法，其特征在于，所述的碱液是LiOH溶液，其中含有20％～50％的尿素，温度在30～50℃。2CN106654436A说明书1/2页一种磷酸铁锂材料的再生处理方法技术领域[0001]本发明涉及一种磷酸铁锂材料的再生处理方法，属于化工领域。背景技术[0002]电动汽车的最大优势是引领低碳化、信息化、智能化未来汽车产业的发展方向，在全生命周期内比传统汽车具有更好的能源和环境效益。正因如此，从应对能源结构调整、保护环境、培育未来科技竞争优势出发，主要发达国家都已将新能源汽车上升到国家战略高度，在技术、市场层面出台了很多强力措施。[0003]在此形势下，我国近年来电动汽车发展迅猛。据估计，到2020年，我国纯电动汽车的保有量达到1698万辆，到2030年，我国纯电动汽车的保有量达到6859万辆。其中，采用磷酸铁锂为正极的动力电池占60％以上。磷酸铁锂动力电池的大量应用，未来一定会产生大量报废的磷酸铁锂电池。而在回收的废电池中，磷酸铁锂材料的回收利用是一个资源再利用的问题。[0004]在废旧电池里的磷酸铁锂正极片中的锂元素一定会有不同程度的缺失：一方面，因为磷酸铁锂材料电池化成过程，其中的锂离子会迁移到负极中，然后再返回到正极，而至少有一部分的锂元素会在这个过程中消耗掉，用于石墨负极的SEI膜形成。由于不同电池采用的石墨负极性能不同，导致锂元素的消耗比例不相同；另一方面，磷酸铁锂材料中的锂元素含量与电池的荷电状态成反比，在拆解时电池不可能全部处于完全放电状态，导致锂元素会缺失很多。所以把磷酸铁锂材料回收利用一定要考虑锂元素不足的问题。[0005]CN101359756A(一种锂离子电池废料中磷酸铁锂正极材料的回收方法)，将废旧磷酸铁锂粉料在450～600℃烘干2～5小时，然后加入可溶性铁盐的乙醇溶液，并与锂盐、磷酸的铵盐混合，保护气氛下煅烧，得到磷酸铁锂。这个方法利用了固相法制备磷酸铁锂的工艺，可以比较有效的控制颗粒完整性和二次颗粒的团聚，但是对磷酸铁锂中原来缺少的锂元素没有补充，因此，这个方法不能有效的回收电池中的磷酸铁锂。[0006]CN102751548A(一种从磷酸铁锂废旧电池中回收制备磷酸铁锂的方法)专利中虽然对锂的综合利用考虑得很全面，但是没有除去正极中石墨、碳黑等成份，即使处理后的磷酸铁锂的结晶完整、模拟电池的克容量也较高，但是在生产中会出现磷酸铁锂的加工性问题，比如材料的比表面积很高、结合力很差、压实密度很低等等，导致材料无法投入使用。[0007]CN102208707A(一种废旧磷酸铁锂电池正极材料修复再生的方法)专利中虽然考虑到用添加锂盐的方式补充正极片中锂的损失，但在得到待修复的磷酸铁锂时使用了碱溶液，使得在溶液中生成了三价铁离子，即使在后续的步骤中使用还原剂也难以保