[发明专利]一种磷酸亚铁锂活性再生方法

说明书

本发明的目的是提供一种简易的低活性或无活性磷酸亚铁锂再生方法，该方法包括以下步骤：S1、对低活性或无活性磷酸亚铁锂进行锂铁磷含量和碳含量检测，然后按照锂铁磷摩尔比为1:1:1计算出需要补加的锂源、铁源和磷源；按碳含量3%‑7%计算出补加的碳源；S2、湿法球磨；S3、前驱体制备：在球磨机中加入活性磷酸亚铁锂前驱体，加入的活性磷酸亚铁锂前驱体为步骤S2中低活性或无活性磷酸亚铁锂质量的3%‑10%，继续研磨3‑6小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒；S4、前驱体烧结；S5、粉碎得到粒度均匀的高活性磷酸亚铁锂。该方法可获得具有优良电化学性能的活性磷酸亚铁锂。

技术领域

本发明涉及磷酸亚铁锂的再生领域，特别涉及一种磷酸亚铁锂活性再生方法。

背景技术

磷酸亚铁锂正极材料因其优异的电性能、可靠的安全性、环境无污染及其原始用料廉价等诸多优点，而广泛被应用于汽车、储能、通信等领域。

磷酸亚铁锂正极材料的合成是由锂源、铁源和磷源三者按照摩尔比1:1:1混合，经过高温烧结制得。其中碳热还原法是添加少量碳源将三价铁元素还原为二价铁，同时得到磷酸亚铁锂的碳层包覆，可起到提高电子电导和抑制晶粒长大的作用。因此，在实际的工厂制备磷酸亚铁锂过程中，对碳含量的控制、炉膛的气密性以及惰性气体的纯度都有很高的要求。但是现有的技术很难完全匹配这些要求，这些条件出现些许波动，都会出现不合格的磷酸亚铁锂，不仅仅碳含量或者锂铁磷含量会失衡，而且在电化学活性方面出现大幅度下降。

专利CN102064366B公开了一种磷酸铁锂的再生方法，该方法包括（1）将废磷酸铁锂在空气中加热充分氧化，加热温度为500℃~800℃，（2）步骤（1）得到的产物中加入碳源充分混合，（3）步骤（2）得到的混合物在气氛保护中保温3~5小时，保温的温度为600℃~800℃，冷却至100℃取出。该专利需要两次高温处理，不仅增加人力电力的能耗，而且易导致晶粒长大，成品的电池容量也仅仅在120mAh/g左右。

可见，现有的磷酸铁锂的再生方法需要两次高温处理，存在着能耗大，成品的电池容量较低的问题。

发明内容

为了解决现有的磷酸铁锂的再生方法存在的能耗大，成品的电池容量较低的问题，本发明提出一种低活性或无活性磷酸亚铁锂再生方法，且能获得较高的电池容量。

本发明一种低活性或无活性磷酸亚铁锂活性再生方法，包括以下步骤：

S1、元素检测：对低活性或无活性磷酸亚铁锂进行锂铁磷含量和碳含量检测，然后按照锂铁磷摩尔比为1:1:1计算出需要补加的锂源、铁源和磷源；按碳含量3%-7%计算出需补加的碳源；

S2、湿法球磨：将低活性或无活性磷酸亚铁锂投入球磨机中，然后加入去离子水，去离子水与低活性或无活性磷酸亚铁锂的质量比为1.5:1，再加入步骤S1计算出的需补加锂铁磷源和碳源，混合4-12小时，搅拌速率为60-120转/分钟；

S3、喷雾前驱体制备：在球磨机中加入活性磷酸亚铁锂前驱体，加入的活性磷酸亚铁锂前驱体为步骤S2中低活性或无活性磷酸亚铁锂质量的3%-10%，继续研磨3-6小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒，得到喷雾前驱体；

S4、喷雾前驱体烧结：将步骤S3所得喷雾前驱体，在惰性气氛中，一步法高温烧结，即以5℃/min升温至700~800℃保温4-12小时，随后自然降温；

S5、粉碎：将步骤S4所得的物料，使用气流粉碎机粉碎，得到粒度均匀的高活性磷酸亚铁锂。

进一步的，所述步骤S1中铁源为氧化铁、草酸亚铁、氧化亚铁、四氧化三铁、氯化铁、氯化亚铁、氢氧化铁、硝酸铁、硝酸亚铁、二水磷酸铁和无水磷酸铁中的一种或多种。

进一步的，所述步骤S1中磷源为磷酸一氢氨和磷酸二氢铵中的一种或多种。