[發(fā)明專利]磷酸鐵鋰正極材料廢料的再生方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710077245.4
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN101394015A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐紅輝;唐聯(lián)興;周冬;王弗剛;袁德勇
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市比克電池有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M6/52;H01M4/04;B09B3/00;C01B25/45
• 代理公司: 深圳創(chuàng)友專利商標代理有限公司
• 代理人: 丁 銳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子二次電池的正極材料，尤其是磷酸鐵鋰正極材料廢料的再生方法。

背景技術(shù)

在以磷酸鐵鋰LiFePO₄為正極材料的鋰離子電池生產(chǎn)過程中，配料過程在設(shè)備壁上會留存干粉、未攪勻漿料及粘附料；漿料過篩過程中會分離出團聚料或大顆粒料；涂布過程也會出現(xiàn)殘余料或滲漏漿料；對于未采用新型涂布機的小企業(yè)，還會產(chǎn)生大量的刮片廢料。對于這些磷酸鐵鋰正極材料的廢料，目前生產(chǎn)實踐中的通常作法是直接廢棄。大量廢料的產(chǎn)生不但增加了電池的生產(chǎn)成本，而且廢料如果處理不當，還會對環(huán)境造成污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種磷酸鐵鋰正極材料廢料的再生方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種磷酸鐵鋰正極材料廢料的再生方法，包括以下步驟：1)將磷酸鐵鋰正極材料廢料在80℃～200℃干燥處理0.5h～12.0h；2)將處理后的磷酸鐵鋰正極材料廢料粉碎，使粒度組成符合磷酸鐵鋰正極漿料的配制要求。

對磷酸鐵鋰正極材料廢料進行干燥處理，可以去除其中的水分和溶劑；干燥后的磷酸鐵鋰正極材料廢料經(jīng)粉碎后粒度組成達到磷酸鐵鋰正極漿料的配制要求就可以作為合格正極材料使用。采用本發(fā)明方法得到的再生正極材料可以直接進入產(chǎn)生被處理廢料的工藝流程，配制成正極漿料；也可以根據(jù)需要設(shè)計專門針對再生正極材料的配方配制正極漿料。可通過磨粉機對干燥后的磷酸鐵鋰正極材料廢料進行粉碎，球磨時間可控制在1h～10h。

作為本發(fā)明方法的改進，在步驟1)和步驟2)之間，進行以下步驟：b)在400℃～700℃的惰性氣氛或還原性氣氛下熱處理1h～15h。這樣，可以得到結(jié)晶度更高的磷酸鐵鋰；同時使經(jīng)步驟1)處理已經(jīng)失效的殘留粘接劑去除得更加徹底。

還可以在步驟1)和步驟b)之間，進行以下步驟：a)將干燥處理后的磷酸鐵鋰正極材料廢料粉碎。這樣可以干燥處理后的磷酸鐵鋰正極材料廢料顆粒較小，且混合均勻，使步驟b)的熱處理效果更好。可通過磨粉機對干燥后的磷酸鐵鋰正極材料廢料進行粉碎，球磨時間可控制在1h～10h。

步驟2)之后進行以下步驟：3)以步驟2)得到的再生正極材料為正極材料，按照所需的工藝配方配制正極漿料。這樣就實現(xiàn)了磷酸鐵鋰正極材料廢料的再利用。采用再生正極材料配制正極漿料的工藝配方可以與產(chǎn)生被處理廢料的工藝流程的配方相同，也可以可以根據(jù)需要設(shè)計專門針對再生正極材料的配方

作為本發(fā)明方法進一步的改進，步驟3)中配制正極漿料時，以乙炔碳黑、石墨碳黑、高結(jié)構(gòu)耐磨碳黑、超導(dǎo)碳黑、炭纖維和納米碳管中的一種或一種以上的組合為導(dǎo)電劑，導(dǎo)電劑占正極漿料中固體混合物的0wt％～10wt％。

作為本發(fā)明方法更進一步的改進，步驟3)中配制正極漿料的過程中，配料體系采用有機溶劑體系時粘結(jié)劑采用聚偏二氟乙烯粉末和聚偏二氟乙烯乳液中的至少一種；配料體系采用水性體系時粘結(jié)劑采用羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、明膠、聚四氟乙烯和聚氧化乙烯中的至少一種，粘結(jié)劑可選用粉末型或乳液型；粘結(jié)劑占正極漿料中固體混合物的1wt％～10wt％。

步驟b)的熱處理氣氛為氫氣氣氛、氮氣氣氛、氬氣氣氛、一氧化碳和氨氣氣氛中的一種或一種以上的混合。

本發(fā)明的有益效果是：1)經(jīng)本發(fā)明方法處理所得的磷酸鐵鋰正極再生料與正常料具有相近的電化學(xué)性能；2)本發(fā)明方法工藝簡單，實施方便，費用低廉；3)采用本發(fā)明方法可以很容易地實現(xiàn)磷酸鐵鋰正極材料廢料的回收再利用，降低了電池生產(chǎn)的綜合成本；4)避免對磷酸鐵鋰正極材料廢料處理不當而造成環(huán)境污染。

附圖說明

下面通過具體實施方式并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明：

圖1為原始磷酸鐵鋰正極材料的XRD圖；

圖2為采用原始磷酸鐵鋰正極材料的磷酸鐵鋰電池的0.2C和1C放電曲線圖；

圖3為采用原始磷酸鐵鋰正極材料的磷酸鐵鋰電池的1C循環(huán)性能圖；

圖4為實施例1所得再生磷酸鐵鋰正極材料的XRD圖；

圖5為采用實施例1所得再生磷酸鐵鋰正極材料的磷酸鐵鋰電池的0.2C和1C放電曲線圖；

圖6為采用實施例1所得再生磷酸鐵鋰正極材料的磷酸鐵鋰電池的循環(huán)性能圖；

圖7為實施例2所得再生磷酸鐵鋰正極材料的XRD圖；

圖8為采用實施例2所得再生磷酸鐵鋰正極材料的磷酸鐵鋰電池的0.2C和1C放電曲線圖；

圖9為采用實施例2所得再生磷酸鐵鋰正極材料的磷酸鐵鋰電池的循環(huán)性能圖；