[发明专利]一种废旧钴酸锂再利用制备磷酸钴锂的方法

说明书

本发明提出了一种废旧钴酸锂再利用制备磷酸钴锂的方法，包括，首先将废旧钴酸锂材料与水混合得到钴酸锂浆料，再加入酸和还原剂，在20‑80℃下保温搅拌1‑5h，然后过滤，得到第一滤液，向第一滤液中缓慢加入磷酸盐溶液，待溶液的上清液层呈白色时，停止加入磷酸盐溶液，搅拌1‑4h，然后过滤，得到第一滤渣，将第一滤渣、锂源、碳源按照一定比例混合、砂磨、喷雾干燥，得到粉末，将粉末在氮气氛围下煅烧，烧结物料经过破碎、筛分、除铁后，得到磷酸钴锂，本发明的制备方法相比现有技术而言，使用原料少，所得正极材料中个元素之间混合均匀，且克服了常规回收磷酸钴锂材料循环性能差的问题。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种废旧钴酸锂再利用制备磷酸钴锂的方法。

背景技术

钴酸锂材料由于具有较高的能量密度，被广泛应用于3C行业，但是由于其循环性能较差，一般可以循环500次左右，因此每年的报废量较大，同时在生产钴酸锂电池的过程中，存在生产废料，根据相关数据的统计结果显示，每年报废的钴酸锂材料多大上千吨。目前常规的处理方法是将其进行化学溶解，然后通过萃取分离，得到离子态的钴和锂元素，再通过沉淀和高温煅烧的方式，可以回收得到四氧化三钴，将其与适量的碳酸锂混合，即可再次回收得到钴酸锂。

而随着正极材料的不断发展，钴酸锂也正在被更多性能优异的正极材料所替代，例如磷酸铁锂，由于其具有良好的循环性能，其逐渐成为动力市场和储能市场的热点，但是磷酸铁锂的现有容量基本接近理论值，而磷酸钴锂的电压平台达到4.8V，相对磷酸铁锂的3.4V，两者理论容量相近，因此磷酸钴锂具有更高的能量密度，且由于Co-O-P稳定的晶体结构，磷酸钴锂在循环过程中，晶体结构稳定，保证了材料良好的循环新能，从长远发展趋势看，磷酸钴锂具有良好的应用前景。

采用钴酸锂的废料回收制备磷酸钴锂也具有良好的市场应用前景，但是在现有回收的工艺会使用大量的化学药剂，污染大，成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种回收工艺更加简单、原料使用更少、污染小的废旧钴酸锂再利用制备磷酸钴锂的方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种废旧钴酸锂再利用制备磷酸钴锂的方法，包括如下步骤：

S1、将废旧钴酸锂材料与水混合得到钴酸锂浆料，再加入酸和还原剂，在20-80℃下保温搅拌1-5h，然后过滤，得到第一滤液；

S2、向第一滤液中缓慢加入磷酸盐溶液，待溶液的上清液层呈白色时，停止加入磷酸盐溶液，搅拌1-4h，然后过滤，得到第一滤渣；

S3、将第一滤渣、锂源、碳源混合、砂磨、喷雾干燥，得到粉末；

S4、将粉末在氮气氛围下煅烧，烧结物料经过破碎、筛分、除铁后，得到磷酸钴锂。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述酸和还原剂的用量相对废旧钴酸锂过量。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S1中，所述磷酸盐为磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、磷酸盐的水溶性盐中的一种或多种，磷酸盐的阳离子为铵根、钠、钾中的一种或多种。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S2中，在向第一滤液中加入磷酸盐溶液之前，还包括，向第一滤液中加入掺杂元素的水溶性盐溶液，保温20-80℃搅拌1-5h，所述掺杂元素为钛、镁、铝、锆、铁和稀土金属中的一种或几种，掺杂元素的添加量为滤液中钴元素摩尔量的0.1-1％。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述掺杂元素为钛、镁、铈的水溶性盐的混合物，所述钛、镁、铈的元素的摩尔比为1:1：(0.3-0.5)。

在以上技术方案的基础上，优选的，搅拌速度为200-1000rpm。