[发明专利]一种从废旧磷酸铁锂电池回收制备碳包覆的磷酸锰铁锂正极材料的方法

权利要求书

1.一种从废旧磷酸铁锂电池回收制备碳包覆的磷酸锰铁锂正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将废旧磷酸铁锂电池放完电后，拆解电池，分离出正极片，将所述正极片洗涤后烘干；然后将烘干后的正极片进行煅烧处理以除去粘结剂，分离出铝箔，得到含磷酸铁锂粉体和导电碳的正极混合料；

(2)将所述正极混合料用硫酸充分溶解后过滤，得到pH在0.8以下的第一滤液，所述第一滤液中磷、铁、锂元素以离子态存在，在搅拌条件下向所述第一滤液中加入氨水至体系pH为1.0-1.9，继续搅拌，经过滤得到磷酸铁沉淀和第二滤液硫酸锂；

(3)向所述第二滤液中加入氢氧化钡或硝酸钡，以沉淀出硫酸根离子，待反应完全后过滤，得到第三滤液；

(4)根据要制备的产物磷酸锰铁锂LiFe_1-xMn_xPO₄中各元素的摩尔比加入所述第三滤液和磷酸铁沉淀、并加入锰源、磷源及碳源，得到混合溶液；其中，0.1≤x≤0.8；

(5)将所述混合溶液球磨后，充分干燥得到粉料，将所述粉料粉碎后在惰性气氛中于第一温度下预烧，自然降温至室温，得到正极材料前驱体；然后将所述正极材料前驱体在惰性气氛中于第二温度下烧结，得到碳包覆的磷酸锰铁锂正极材料；其中，所述第二温度大于第一温度，所述第一温度为410-600℃；所述第二温度为500-900℃。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述煅烧处理是在空气气氛或氧气气氛下进行，所述煅烧处理的温度为500℃-900℃。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第一滤液的pH在0.5以下。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述磷源为磷酸、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸铁和磷酸二氢锂中的一种或多种；

所述锰源为二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰、草酸锰、碳酸锰、醋酸锰和硝酸锰中的一种或多种；

所述碳源为柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、水杨酸、琥珀酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸、蔗糖、葡萄糖中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述碳源的质量为所述磷酸锰铁锂LiFe_1-xMn_xPO₄质量的10％-50％。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，在所述预烧时，以1-10℃/min的升温速率从室温升温至所述第一温度；在所述烧结时，以1-10℃/min的升温速率从室温升温至所述第二温度；所述预烧的时间为2-10h，所述烧结的时间为10-30h。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述球磨是在200-500rpm的转速下进行球磨10-48h。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述充分干燥是按以下方式进行：将球磨后的混合溶液置于鼓风干燥箱中，在80-300℃的温度下干燥2-20h。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述粉碎后的粉料的二次粒径为0.5-30μm。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护性气体为氮气、氩气和氦气中的至少一种。