[发明专利]采用废旧磷酸铁锂极片制备磷掺杂的富锂铁酸锂的方法及所得产品

说明书

本发明提供了一种采用废旧磷酸铁锂极片制备磷掺杂的富锂铁酸锂的方法及所得产品，属于材料合成技术领域。该方法创造性地将废旧磷酸铁锂极片以磷掺杂的富锂铁酸锂的形式进行回收，极大提高了其利用价值。使用废旧磷酸铁锂极片合成磷掺杂的富锂铁酸锂的方法，具体以下优势：1)该方法无需额外的氧化剂，绿色环保，解决了工艺含磷废物处理难的问题；2)使用废旧磷酸铁锂极片作为原料，不仅可以降低成本，获取高附加产品，而且该方法原子利用率高，未引入其他杂质，无污染；3)磷掺杂可以提高富锂铁酸锂的导电性，降低极化，使得结构和空气稳定性更好。

技术领域

本发明属于材料合成技术领域，尤其涉及到一种采用废旧磷酸铁锂极片制备磷掺杂的富锂铁酸锂的方法及所得产品。

背景技术

近几年，受益于电动汽车和混合动力汽车、储能市场的迅速发展，磷酸铁锂的需求量大大增加，未来，磷酸铁锂电池将会持续增长。但是，磷酸铁锂电池在经过长循环后，电池内部会发生不可逆结构改变，最终导致电池报废。如果无废旧磷酸铁锂电池的处理方法，会导致资源浪费以及可能的环境污染。因此，开发回收利用废旧磷酸铁锂电池正极材料的技术势在必行。

CN 114512737 A公开了一种新型的废旧磷酸铁锂浸锂方法，其通过酸溶解磷酸铁锂粉末，得到含锂铁滤液和不溶物，羟基氧化锰和氢氧化钠可以将浸二价铁转化为磷酸铁沉淀，碳酸钠的加入可以提取到碳酸锂沉淀，高效回收利用锂铁元素。该方法以氧化剂代替传统的双氧水，绿色环保，回收得到磷酸铁和碳酸锂，但磷酸铁锂材料仍有部分元素无法利用，且羟基氧化锰成本较高。

CN 109088120 B公开了一种用废旧磷酸铁锂极片制备碳酸锂的方法，其通过氧化煅烧将PVDF和炭黑除去，分离过筛得到磷酸铁锂材料，然后通过酸溶，氢氧化钠调节pH进行除杂，添加碳酸钠最终得到高纯度的碳酸锂沉淀。该方法可有效提高锂离子的浸出率，且多次除杂后，能得到更高纯度的碳酸锂。但是，定量计算提高工艺复杂性，同时，其他资源的回收利用降低。

Li₅FeO₄用作正极补锂添加剂，具有补锂容量高，正常合成Li₅FeO₄的价格稍贵，使用回收磷酸铁锂极片合成Li₅FeO₄可以有效降低原料成本，环保无毒、安全性好、商业价值高等优点，但其也仍存在部分缺点，如导电性差、空气稳定性差、残碱高等。因此，如何高效地回收利用废旧磷酸铁锂极片，并将其用于富锂铁酸锂的合成中，提高其利用价值，这将是本领域亟待解决的问题

发明内容

本发明提供了一种采用废旧磷酸铁锂极片制备磷掺杂的富锂铁酸锂的方法及所得产品，该方法将废旧磷酸铁锂极片以磷掺杂的富锂铁酸锂的形式进行回收，极大提高利用价值，而且可有效提高所合成的富锂铁酸锂的导电性，降低极化，使其结构和空气稳定性更好。

为了达到上述目的，本发明提供了一种采用废旧磷酸铁锂极片制备磷掺杂的富锂铁酸锂的方法，包括以下步骤：

释放废旧磷酸铁锂极片的电量，并对释放电量后的磷酸铁锂极片进行粉碎，筛分得到磷酸铁锂混料和铝粉；

利用酸对磷酸铁锂混料进行溶解，充分反应，过滤，得到滤渣和滤液；

将滤液加热搅拌，通入氧化性气氛，然后加入锂源，调节pH，生成磷酸铁沉淀，过滤得到滤液；

向所得滤液中额外补加锂源，加热搅拌得到锂源溶液，喷雾干燥后，得到1-10μm的锂盐混合物；

将上述磷酸铁沉淀和锂盐混合物进行球磨，高温煅烧，得到磷掺杂的富锂铁酸锂。

作为优选，所述酸选自浓盐酸或浓硫酸。