[發(fā)明專利]一種磷酸亞鐵鋰活性再生方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711026166.0
• 申請(qǐng)日: 2017-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN107819121B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石茂虎;劉紅;程沖;邱曉微
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶特瑞新能源材料有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 重慶中流知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50214
• 代理人: 余義麗

本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)易的低活性或無(wú)活性磷酸亞鐵鋰再生方法，該方法包括以下步驟：S1、對(duì)低活性或無(wú)活性磷酸亞鐵鋰進(jìn)行鋰鐵磷含量和碳含量檢測(cè)，然后按照鋰鐵磷摩爾比為1:1:1計(jì)算出需要補(bǔ)加的鋰源、鐵源和磷源；按碳含量3%?7%計(jì)算出補(bǔ)加的碳源；S2、濕法球磨；S3、前驅(qū)體制備：在球磨機(jī)中加入活性磷酸亞鐵鋰前驅(qū)體，加入的活性磷酸亞鐵鋰前驅(qū)體為步驟S2中低活性或無(wú)活性磷酸亞鐵鋰質(zhì)量的3%?10%，繼續(xù)研磨3?6小時(shí)，然后使用離心式噴霧干燥塔造粒；S4、前驅(qū)體燒結(jié)；S5、粉碎得到粒度均勻的高活性磷酸亞鐵鋰。該方法可獲得具有優(yōu)良電化學(xué)性能的活性磷酸亞鐵鋰。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磷酸亞鐵鋰的再生領(lǐng)域，特別涉及一種磷酸亞鐵鋰活性再生方法。

背景技術(shù)

磷酸亞鐵鋰正極材料因其優(yōu)異的電性能、可靠的安全性、環(huán)境無(wú)污染及其原始用料廉價(jià)等諸多優(yōu)點(diǎn)，而廣泛被應(yīng)用于汽車、儲(chǔ)能、通信等領(lǐng)域。

磷酸亞鐵鋰正極材料的合成是由鋰源、鐵源和磷源三者按照摩爾比1:1:1混合，經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)制得。其中碳熱還原法是添加少量碳源將三價(jià)鐵元素還原為二價(jià)鐵，同時(shí)得到磷酸亞鐵鋰的碳層包覆，可起到提高電子電導(dǎo)和抑制晶粒長(zhǎng)大的作用。因此，在實(shí)際的工廠制備磷酸亞鐵鋰過(guò)程中，對(duì)碳含量的控制、爐膛的氣密性以及惰性氣體的純度都有很高的要求。但是現(xiàn)有的技術(shù)很難完全匹配這些要求，這些條件出現(xiàn)些許波動(dòng)，都會(huì)出現(xiàn)不合格的磷酸亞鐵鋰，不僅僅碳含量或者鋰鐵磷含量會(huì)失衡，而且在電化學(xué)活性方面出現(xiàn)大幅度下降。

專利CN102064366B公開了一種磷酸鐵鋰的再生方法，該方法包括（1）將廢磷酸鐵鋰在空氣中加熱充分氧化，加熱溫度為500℃~800℃，（2）步驟（1）得到的產(chǎn)物中加入碳源充分混合，（3）步驟（2）得到的混合物在氣氛保護(hù)中保溫3~5小時(shí)，保溫的溫度為600℃~800℃，冷卻至100℃取出。該專利需要兩次高溫處理，不僅增加人力電力的能耗，而且易導(dǎo)致晶粒長(zhǎng)大，成品的電池容量也僅僅在120mAh/g左右。

可見，現(xiàn)有的磷酸鐵鋰的再生方法需要兩次高溫處理，存在著能耗大，成品的電池容量較低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的磷酸鐵鋰的再生方法存在的能耗大，成品的電池容量較低的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種低活性或無(wú)活性磷酸亞鐵鋰再生方法，且能獲得較高的電池容量。

本發(fā)明一種低活性或無(wú)活性磷酸亞鐵鋰活性再生方法，包括以下步驟：

S1、元素檢測(cè)：對(duì)低活性或無(wú)活性磷酸亞鐵鋰進(jìn)行鋰鐵磷含量和碳含量檢測(cè)，然后按照鋰鐵磷摩爾比為1:1:1計(jì)算出需要補(bǔ)加的鋰源、鐵源和磷源；按碳含量3%-7%計(jì)算出需補(bǔ)加的碳源；

S2、濕法球磨：將低活性或無(wú)活性磷酸亞鐵鋰投入球磨機(jī)中，然后加入去離子水，去離子水與低活性或無(wú)活性磷酸亞鐵鋰的質(zhì)量比為1.5:1，再加入步驟S1計(jì)算出的需補(bǔ)加鋰鐵磷源和碳源，混合4-12小時(shí)，攪拌速率為60-120轉(zhuǎn)/分鐘；

S3、噴霧前驅(qū)體制備：在球磨機(jī)中加入活性磷酸亞鐵鋰前驅(qū)體，加入的活性磷酸亞鐵鋰前驅(qū)體為步驟S2中低活性或無(wú)活性磷酸亞鐵鋰質(zhì)量的3%-10%，繼續(xù)研磨3-6小時(shí)，然后使用離心式噴霧干燥塔造粒，得到噴霧前驅(qū)體；

S4、噴霧前驅(qū)體燒結(jié)：將步驟S3所得噴霧前驅(qū)體，在惰性氣氛中，一步法高溫?zé)Y(jié)，即以5℃/min升溫至700~800℃保溫4-12小時(shí)，隨后自然降溫；

S5、粉碎：將步驟S4所得的物料，使用氣流粉碎機(jī)粉碎，得到粒度均勻的高活性磷酸亞鐵鋰。

進(jìn)一步的，所述步驟S1中鐵源為氧化鐵、草酸亞鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵、氯化鐵、氯化亞鐵、氫氧化鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、二水磷酸鐵和無(wú)水磷酸鐵中的一種或多種。

進(jìn)一步的，所述步驟S1中磷源為磷酸一氫氨和磷酸二氫銨中的一種或多種。