[發明專利]廢舊磷酸鐵鋰正極材料在鐵鎳電池中資源化再利用的方法

有效

• 申請號: 201610041754.0
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN106992328B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 上官恩波;郭利坦;李晶;寧颯爽;王芹;李菲;常照榮;李全民
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M4/24;H01M4/28;H01M4/36;H01M4/58;H01M10/30
• 代理公司: 新鄉市平原專利有限責任公司 41107
• 代理人: 路寬

1.廢舊磷酸鐵鋰正極材料在鐵鎳電池中資源化再利用的方法，其特征在于：以廢舊磷酸鐵鋰正極材料為原料，將飽和鐵鹽溶液加入與其混合均勻后在惰性氣氛下經過煅燒處理制得磷酸鐵鋰基復合材料，然后將該磷酸鐵鋰基復合材料用于制備鐵鎳電池負極；

具體包括以下步驟：

（1）浸泡預處理，將從廢舊鋰離子電池中分離出來的正極板在堿液中浸泡10-60分鐘，然后在去離子水中漂洗10-60分鐘；

（2）預煅燒分離，將浸泡預處理后的正極板在400-550℃的高溫條件下煅燒0.5-3小時，使正極活性物質與鋁箔分離，干燥，研磨，篩分后得到正極活性物質；

（3）飽和鐵溶液混合處理，將可溶性鐵鹽溶于去離子水中配成鐵鹽飽和溶液，并將鐵鹽飽和溶液以噴霧的方式加入到不斷攪拌的正極活性物質中，混合均勻；

（4）二次煅燒處理，將步驟（3）得到的混合物在惰性氣體保護下經過550-800℃高溫處理1-4小時后，粉碎，篩分后得到磷酸鐵鋰材料；

（5）活性物質漿料的制備，分別按照如下重量百分配比稱取原料：磷酸鐵鋰材料50%-85%、添加劑10%-40%、導電劑3%-10%和粘結劑為1%-3%，將稱取的磷酸鐵鋰材料、添加劑和導電劑混合均勻，然后加入到由稱取的粘結劑配制的粘結劑水溶液中，攪拌均勻，制得活性物質漿料；

（6）磷酸鐵鋰電極的制備，將制得的活性物質漿料涂覆在負極基體上，經過烘干，壓片，沖切，焊接極耳，制得用于鐵鎳電池負極的磷酸鐵鋰電極。

2.根據權利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰正極材料在鐵鎳電池中資源化再利用的方法，其特征在于：步驟（1）中所述的堿液為摩爾濃度分別為0.05-1mol/L的氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氫氧化鋰溶液中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰正極材料在鐵鎳電池中資源化再利用的方法，其特征在于：步驟（3）中所述的可溶性鐵鹽為硝酸鐵、硫酸亞鐵、醋酸亞鐵、硫酸亞鐵銨或氯化亞鐵中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰正極材料在鐵鎳電池中資源化再利用的方法，其特征在于：步驟（3）中所述的可溶性鐵鹽與正極活性物質的質量比為0.05-1:1。

5.根據權利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰正極材料在鐵鎳電池中資源化再利用的方法，其特征在于：步驟（5）中所述的添加劑為硫酸鎳、硫化鎳、硫化亞鈷、氧化鉍、硫化鉍、硫化亞鐵、羰基鐵粉、四氧化三鐵、氧化鋅、氧化釔、氧化鉺、氧化亞錫、二氧化鈰或二氧化鈦中的至少兩種。

6.根據權利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰正極材料在鐵鎳電池中資源化再利用的方法，其特征在于：步驟（5）中所述的導電劑為導電石墨、科琴黑、導電炭黑、碳納米管、石墨烯或氧化亞鈦中的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰正極材料在鐵鎳電池中資源化再利用的方法，其特征在于：步驟（5）中所述的粘結劑為聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚乙烯醇或羥丙基甲基纖維素中的一種或多種。

8.根據權利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰正極材料在鐵鎳電池中資源化再利用的方法，其特征在于：步驟（6）中所述的負極基體為穿孔鋼帶、三維立體鋼帶、不銹鋼網、發泡鎳、發泡銅、發泡鐵或銅網。