一种LiFePO4废料的补锂再生修复方法技术

一种LiFePO4废料的补锂再生修复方法，步骤如下；1)将从废旧LiFePO4电池中回收得到的LiFePO4废料烘干、球磨、筛分除杂，得到LiFePO4粉末状废料；2)将上述LiFePO4粉末状废料补锂(1.01‑1.05)后在还原性气氛下进行煅烧，所述还原性气氛为CO的体积百分比含量为5％的CO‑N2混合气或CO‑Ar混合气、H2的体积百分比含量为5％的H2‑Ar混合气或H2‑N2混合气，煅烧温度为600‑700℃，煅烧时间为1‑3h，将煅烧后正极混合材料进行水洗，洗掉多余的锂源，干燥后得到补锂再生修复的正极混合材料。本发明专利技术的优点是：该方法操作简单、成本低、无二次污染，能有效再生修复LiFePO4废料，得到补锂再生修复的正极混合材料能够重新使用。

A LiFePO4 Waste Recycling and Repairing Method with Lithium Supplement

【技术实现步骤摘要】
一种LiFePO4废料的补锂再生修复方法
本专利技术属于废旧锂离子电池回收处理
，具体为一种LiFePO4废料的补锂再生修复方法。
技术介绍
随着现代化科技的高速发展及国家政策的支持，对锂离子电池的研究越来越广泛且发展迅速。从1991年开始，锂离子电池在便携式电子设备方面就开始迅速增长，到目前为止，由于锂离子电池比容量高，体积小、无记忆效应等优点而被广泛使用。目前回收LiFePO4废料的方法有通过化学方法回收其中的金属，通过溶液补锂的方法修复正极，这些方法存在的缺点是回收成本高，工艺较复杂，也有热处理的方法。但这种方法对于缺锂严重的正极材料修复效果不明显，例如，方形锂离子动力电池经过无数次充放电循环后，正极中的部分LiFePO4由于锂挥发而分解为FePO4和P2O5。因此从废旧LiFePO4电池中回收得到的LiFePO4废料如不经过补锂再生修复，将无法重新使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述存在问题，提供一种LiFePO4废料的补锂再生修复方法，该方法操作简单、成本低、无二次污染，经过补锂再生修复后得到的正极混合材料(LiFePO4正极材料和乙炔黑)能够重新使用。本专利技术的技术方案：一种LiFePO4废料的补锂再生修复方法，步骤如下：1)将从废旧LiFePO4电池中回收得到的LiFePO4废料烘干、球磨、筛分除杂，得到LiFePO4粉末状废料；2)将上述LiFePO4粉末状废料补过量的锂(1.01-1.05)后在还原性气氛下进行煅烧，所述还原性气氛为CO的体积百分比含量为5％的CO-N2混合气、CO的体积百分比含量为5％的CO-Ar混合气、H2的体积百分比含量为5％的H2-Ar混合气或H2的体积百分比含量为5％的H2-N2混合气，煅烧温度为600℃-700℃，煅烧时间为1h-3h，3)将煅烧后正极混合材料进行水洗，洗掉多余的锂源，干燥后得到补锂再生修复的正极混合材料。4)上述所补的锂为Li2CO3或LiOH。本专利技术的优点是：该方法操作简单、成本低、无二次污染，能有效补锂再生修复LiFePO4废料，得到补锂再生修复后的正极混合材料能够重新使用。附图说明图1是本专利技术LiFePO4废料补锂再生修复前后样品的XRD对比图。图2是本专利技术LiFePO4废料600℃补锂再生修复前后的循环性能对比图。图3是本专利技术LiFePO4废料650℃补锂再生修复前后的循环性能对比图。图4是本专利技术LiFePO4废料700℃补锂再生修复前后的循环性能对比图。具体实施方式实施例1：1)将从废旧LiFePO4电池中回收得到的LiFePO4废料在40℃下烘干、球磨、用300目筛子筛分除杂，得到LiFePO4粉末状废料；2)将上述LiFePO4粉末状废料补锂(1.03)后在还原性气氛下进行煅烧，还原性气氛为H2的体积百分比含量为5％的H2-N2混合气，煅烧温度为600℃，煅烧时间为1h，将煅烧后正极混合材料进行水洗，洗掉多余的锂源，干燥后得到补锂再生修复的正极混合材料。图1是本专利技术LiFePO4废料补锂(1.03)再生修复前后样品的XRD对比图，其中未补锂再生修复的LiFePO4废料含有FePO4和P2O5杂质。图中表明：该条件下得到补锂修复再生的正极混合材料，测XRD并未发现上述杂质，这是由于上述杂质在还原气氛中进行煅烧时与所补Li2CO3或LiOH发生反应，重新合成了LiFePO4。图2是本专利技术LiFePO4废料600℃补锂(1.03)修复再生后的循环性能图。图中表明：未补锂再生的LiFePO4正极混合材料循环衰减较快，且在循环50周后放电容量为132.4mAh/g，而经过600℃补锂(1.03)再生后的LiFePO4正极混合材料循环相对稳定，在循环50周放电容量为142mAh/g以上，在循环100周以后仍然为134.9mAh/g。实施例2：1)将从废旧LiFePO4电池中回收得到的LiFePO4废料在50℃下烘干、球磨、用350目筛子筛分除杂，得到LiFePO4粉末状废料；2)将上述LiFePO4粉末状废料补锂(1.03)后在还原性气氛下进行煅烧，所述还原性气氛为CO的体积百分比含量为5％的CO-N2混合气，煅烧温度为650℃，煅烧时间为2h，将煅烧后正极混合材料进行水洗，洗掉多余的锂源，干燥后得到补锂(1.03)再生修复的正极混合材料。图1是本专利技术LiFePO4废料补锂(1.03)再生修复前后样品的XRD对比图，其中未补锂再生修复的LiFePO4废料含有FePO4和P2O5杂质。图中表明：该条件下得到补锂修复再生的正极混合材料，测XRD并未发现上述杂质，这是由于上述杂质在还原气氛中进行煅烧时与所补Li2CO3或LiOH发生反应，重新合成了LiFePO4。图3是本专利技术LiFePO4废料650℃补锂(1.03)修复再生后的循环性能图。图中表明：未补锂再生的LiFePO4正极混合材料循环衰减较快，且在循环50周后放电容量为132.4mAh/g，而经过650℃补锂(1.03)再生后的LiFePO4正极混合材料循环相对稳定，在循环50周后放电容量为145.9mAh/g以上，在循环100周以后仍然为140.4mAh/g。实施例3：1)将从废旧LiFePO4电池中回收得到的LiFePO4废料在70℃下烘干、球磨、用400目筛子筛分除杂，得到LiFePO4粉末状废料；2)将上述LiFePO4粉末状废料补锂(1.03)后在还原性气氛下进行煅烧，所述还原性气氛为H2的体积百分比含量为5％的H2-Ar混合气，煅烧温度为700℃，煅烧时间为3h，将煅烧后正极混合材料进行水洗，洗掉多余的锂源，干燥后得到补锂再生修复的正极混合材料。图1是本专利技术LiFePO4废料补锂(1.03)再生修复前后样品的XRD对比图，其中未补锂再生修复的LiFePO4废料含有FePO4和P2O5杂质。图中表明：该条件下得到补锂修复再生的正极混合材料，测XRD并未发现上述杂质，这是由于上述杂质在还原气氛中进行煅烧时与所补Li2CO3或LiOH发生反应，重新合成了LiFePO4。图4是本专利技术LiFePO4废料700℃补锂(1.03)修复再生后的循环性能图。图中表明：未补锂再生的LiFePO4正极混合材料循环衰减较快，且在循环50周后放电容量为132.4mAh/g，而经过700℃补锂(1.03)再生后的LiFePO4正极混合材料循环相对稳定，在循环50周后放电容量为143.1mAh/g，在循环100周以后仍然为138.6mAh/g。以上所述内容仅为本专利技术创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术创造的实施范围。凡依本专利技术创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利技术创造的专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LiFePO4废料的补锂再生修复方法，其特征在于步骤如下：1)将从废旧LiFePO4电池中回收得到的LiFePO4废料烘干、球磨、筛分杂，得到LiFePO4粉末状废料；2)将上述LiFePO4粉末状废料补锂(1.01‑1.05)后在还原性气氛下进行煅烧，所述还原性气氛为CO的体积百分比含量为5％的CO‑N2混合气、CO的体积百分比含量为5％的CO‑Ar混合气、H2的体积百分比含量为5％的H2‑Ar混合气或H2的体积百分比含量为5％的H2‑N2混合气；3)煅烧温度为600‑700℃；4)煅烧时间为1‑3h；5)所补的锂为Li2CO3或LiOH。

【技术特征摘要】
1.一种LiFePO4废料的补锂再生修复方法，其特征在于步骤如下：1)将从废旧LiFePO4电池中回收得到的LiFePO4废料烘干、球磨、筛分杂，得到LiFePO4粉末状废料；2)将上述LiFePO4粉末状废料补锂(1.01-1.05)后在还原性气氛下进行煅烧，所述还原性气氛为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青文，张联齐，宋大卫，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津,12