[发明专利]一种修复改性LiFePO4正极废料再利用方法

说明书

本发明涉及一种修复改性LiFePO4正极废料再利用方法，过程如下：将LiFePO₄正极废料用H₃PO₄酸解并强力搅拌过滤得透明溶液；油浴加热后冷却至室温，搅拌后过滤得滤液和滤渣；用无水乙醇置换溶液加入滤液，干燥，冷却至室温后得到白色沉淀和废液；将白色沉淀用无水乙醇洗涤并干燥得LiH₂PO₄,用于回收锂；滤渣经乙醇洗涤并烘干得FePO₄·H₂O白色粉末；FePO₄·H₂O粉末中加入乙醇、Li₂CO₃和葡萄糖强力搅拌后干燥；通入N₂升温煅烧，冷却至室温得黑色LiFePO₄/C样品。本发明生产成本较低，同时由于改性LiFePO₄晶体结构及花形多级结构的稳定性使得锂电池的循环性能同市售材料相比更优异。

技术领域

本发明涉及废旧材料循环利用领域，具体涉及一种修复改性LiFePO4正极废料再利用方法。

背景技术

锂离子动力电池作为一种高性能的二次可充绿色电源，近年来已在各种便携式电子产品和通讯工具中得到广泛应用。目前商业化的锂离子电池包括钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)和镍钴锰复合材料锂电池等。其中，LiCoO₂电池循环性能优异而获得广泛应用，但是Co资源稀少、成本较高、环境污染较大等，其发展空间受到限制；LiMn₂O₄电池价格低廉，充放电电压高，对环境友好，安全性能优异，但存在Jahn-Teller效应而导致循环性能较差，并且其电化学性能在高温时因为锰的溶解问题而衰减较快；而新型橄榄石型LiFePO₄材料因具有容量高、循环性能好、价格低廉等优点，并被认为在动力电池应用方面具有较大潜力，成为国内许多企业在生产初期的第一选择。根据中国汽车技术研究中心(CATARC)的数据，2015年中国动力电池销量达15.7GWh，其中磷酸铁锂电池占比69％。对于产生的废弃磷酸铁锂电池如果不加以回收处理则会带来巨大的环境污染；另一方面，金属的有效回收和剩余能量的利用也可以带来可观的经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种修复改性LiFePO₄正极废料再利用方法，具体由以下技术方案实现：

一种修复改性LiFePO₄正极废料再利用方法，包括以下步骤：

1)将LiFePO₄正极废料用H₃PO₄溶液溶解并强力搅拌数小时，然后过滤得到未溶解的正极材料、活性炭、PVDF和透明溶液；

2)将得到的透明溶液在热油浴中保持若干小时，后通入冷油使其冷却至室温，搅拌后过滤得到滤液和滤渣；

3)将无水乙醇置换溶液加入滤液，在50℃～60℃环境下烘除水分，待冷却至室温得到白色沉淀物和废液；

4)将所述白色沉淀物用无水乙醇洗涤并干燥得到LiH₂PO₄，用于回收锂；

5)将步骤2)得到的滤渣经过乙醇洗涤并烘干得到FePO₄·H₂O白色粉末；

6)在FePO₄·H₂O白色粉末中加入乙醇、Li₂CO₃和葡萄糖,在强力搅拌后在高温环境下干燥数小时，该步骤中乙醇、Li₂CO₃、葡萄糖的物质的量比例为1：1.05：0.25；