[发明专利]利用废旧锂离子电池制备过渡态金属掺杂稀土钴铁氧体磁致伸缩材料的方法

摘要

本发明公开了一种利用废旧锂离子电池制备过渡态金属掺杂稀土钴铁氧体磁致伸缩材料的方法，将废旧锂离子电池拆分、酸浸，充分沉淀正极材料中的Co2+和Fe3+；将沉淀物用硝酸溶解，补充加入化学计量比的过渡态金属硝酸盐、硝酸钴、硝酸铁和稀土硝酸盐，再加入柠檬酸，调节pH进行溶胶‑凝胶过程；将凝胶干燥后加入乙醇点燃进行自蔓延燃烧得到M0.1Co0.9Sm0.05Ho0.05Fe1.9O4粉末；粉末中加入聚乙烯醇溶液压制成圆柱，于650℃煅烧6h冷却，再于1200℃烧结6h制得过渡态金属掺杂稀土钴铁氧体磁致伸缩器件。本发明二次利用废旧锂离子电池，不仅降低了环境污染而且避免了金属资源的浪费，降低了材料制备的成本，合成方法操作简单，周期较短，节约能耗，制得的产品性能优良。

主权项

利用废旧锂离子电池制备过渡态金属掺杂稀土钴铁氧体磁致伸缩材料的方法，其特征在于具体步骤为：（1）将拆分后的废旧锂离子电池正极材料溶解在含H2O2的摩尔浓度为3.5mol/L的硫酸溶液中，调节pH值使Co2+、Fe3+充分沉淀，过滤后的滤渣用硝酸溶解；（2）将步骤（1）中溶解滤渣所得溶液中补充加入金属硝酸盐M(NO3)2、 Co(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O、Ho(NO3)3·6H2O和Sm(NO3)3·6H2O，使各离子的摩尔比M2+:Co2+:Sm3+:Ho3+:Fe3+=0.1:0.9:0.05:0.05:1.9，M=Ni、Zn或Mn，再加入柠檬酸使其与金属离子摩尔总量之比为1:1，充分搅拌，于60℃用氨水调节pH=6.5，升温至80℃凝胶，直至凝胶形成后于110℃干燥形成干凝胶；（3）将步骤（2）中得到的干凝胶中加入乙醇点燃，开始自蔓延燃烧得到过渡态金属掺杂CoSm0.05Ho0.05Fe1.9O4粉末；（4）将步骤（3）中得到的过渡态金属掺杂CoSm0.05Ho0.05Fe1.9O4粉末中加入质量浓度为8%‑10%的聚乙烯醇溶液，研磨均匀，在15MPa压力下压柱；（5）将步骤（4）中压制的样品柱先于650℃煅烧6h冷却，再于1200℃烧结6h即制得磁致伸缩过渡态金属掺杂CoSm0.05Ho0.05Fe1.9O4器件。