一种基于溶剂热法再生磷酸铁锂的方法技术

一种基于溶剂热法再生磷酸铁锂的方法，包括：预处理步骤，包括使用第一溶剂对拆解自电池电极的磷酸铁锂进行清洗、干燥、煅烧，获得待再生的磷酸铁锂；溶剂热反应步骤，包括将待再生的磷酸铁锂、可溶性锂源、还原剂、第二溶剂混合，获得分散液，待再生的磷酸铁锂与溶剂的固液比为1g：(20~80)mL，在140~280℃下进行溶剂热反应；干燥步骤，对溶剂热反应后的产物进行过滤、洗涤、干燥，制得再生后的磷酸铁锂。本发明专利技术摒弃了常规的水热或高温煅烧再生技术，采用溶剂热还原修复法重新合成磷酸铁锂材料，基于溶剂媒介下的热效应，促进了还原修复反应的发生，极大程度上减少了试剂的用量、成本的投入。成本的投入。

【技术实现步骤摘要】
一种基于溶剂热法再生磷酸铁锂的方法


[0001]本专利技术涉及废旧锂电池回收再生领域，具体涉及一种基于溶剂热法再生磷酸铁锂的方法。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂电池由于原材料资源丰富、成本低、安全性高等优点，得到广泛应用。然而，经过长时间的使用，市场上必然会产生大量废旧磷酸铁锂电池，因此，废旧电池的回收利用是目前社会一项新的难题。目前，失效磷酸铁锂正极材料的直接再生技术是废旧电池的回收利用的有效策略之一；该技术是对失效的、贫锂的磷酸铁锂晶体的进行重构，将回收的正极材料与补充原料进行补锂，修复畸变的晶格，重新形成规则的橄榄石型磷酸铁锂晶体。现有技术中通过湿法浸出，再向其中加入所需的原料（如锂、铁元素、还原剂等），然后通过煅烧或球磨等工艺重新合成磷酸铁锂材料，此方法步骤相对繁琐，对设备要求高，回收成本高。有的方法煅烧温度较高，从而造成废旧磷酸铁锂的回收成本较高。

技术实现思路

[0003]根据第一方面，在一实施例中，提供一种基于溶剂热法再生磷酸铁锂的方法，包括：预处理步骤，包括使用第一溶剂对拆解自电池电极的磷酸铁锂进行清洗，然后进行干燥、煅烧，获得待再生的磷酸铁锂；溶剂热反应步骤，包括将待再生的磷酸铁锂、可溶性锂源、还原剂、第二溶剂混合，获得分散液，所述分散液中，待再生的磷酸铁锂与第二溶剂的固液比为1g：(20~80) mL，将分散液转移到高压釜内，在140~280℃下进行溶剂热反应；干燥步骤，对溶剂热反应后的产物进行过滤、洗涤、干燥，制得再生后的磷酸铁锂。
[0004]根据第二方面，在一实施例中，提供第一方面所述方法制得的磷酸铁锂。
[0005]依据上述实施例的一种基于溶剂热法再生磷酸铁锂的方法，本专利技术摒弃了常规的水热或高温煅烧再生技术，采用溶剂热还原修复法重新合成磷酸铁锂材料，基于溶剂媒介下的热效应，促进了还原修复反应的发生，极大程度上减少了试剂的用量、成本的投入。
具体实施方式
[0006]下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
[0007]另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各
种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
[0008]本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。
[0009]为了克服现有废旧磷酸铁锂回收技术的不足，在一实施例中，本专利技术提供一种贫锂磷酸铁锂正极材料补锂修复的方法。该方法操作简单，使用的试剂易获得，成本低，重新制得的磷酸铁锂性能好。
[0010]根据第一方面，在一实施例中，提供一种基于溶剂热法再生磷酸铁锂的方法，包括：预处理步骤，包括使用第一溶剂对拆解自电池电极的磷酸铁锂进行清洗，然后进行干燥、煅烧，获得待再生的磷酸铁锂；溶剂热反应步骤，包括将待再生的磷酸铁锂、可溶性锂源、还原剂、第二溶剂混合，获得分散液，所述分散液中，待再生的磷酸铁锂与第二溶剂的固液比为1g：(20~80) mL，将分散液转移到高压釜内，在140~280℃下进行溶剂热反应；干燥步骤，对溶剂热反应后的产物进行过滤、洗涤、干燥，制得再生后的磷酸铁锂。
[0011]在一实施例中，本专利技术摒弃了常规的水热或高温煅烧再生技术，采用溶剂热还原修复法重新合成磷酸铁锂材料，基于溶剂媒介下的热效应，促进了还原修复反应的发生，极大程度上减少了试剂的用量、成本的投入。
[0012]在一实施例中，本专利技术操作方法简单，无需酸浸环节、二次合成步骤，不会造成有害气体泄露和污染，且产品附加值高，易于规模化生产。
[0013]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，溶剂热反应的温度为160~220℃。
[0014]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，溶剂热反应的时间为4~16h，包括但不限于4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h。
[0015]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，溶剂热反应的时间为6~12h。
[0016]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，分散液中，待再生的磷酸铁锂（即贫锂的磷酸铁锂）：第二溶剂=1g：（20~80）mL。前述比例中，第二溶剂的体积包括但不限于20mL、30mL、40mL、50mL、60mL、70mL、80mL。
[0017]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，分散液中，待再生的磷酸铁锂：溶剂=1g：（28~48）mL。
[0018]在一实施例中，分散液中，可溶性锂源的浓度为0.08~0.6 mol/L，包括但不限于0.08 mol/L、0.09 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L、0.3 mol/L、0.4 mol/L、0.5 mol/L、0.6 mol/L。
[0019]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，分散液中，可溶性锂源的浓度为0.15~0.35 mol/L。
[0020]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，分散液中，按摩尔量计，待再生的磷酸铁锂：还原剂=1：（0.45~1）。待再生的磷酸铁锂即为贫锂的磷酸铁锂。
[0021]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，分散液中，按摩尔量计，待再生的磷酸铁锂：还原剂=1：（0.48~0.65）。
[0022]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，可溶性锂源包括但不限于氢氧化锂、醋酸锂、氯化锂中的至少一种。
[0023]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，还原剂包括但不限于草酸、柠檬酸、抗坏血酸中的至少一种。
[0024]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，第二溶剂包括有机溶剂。
[0025]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，有机溶剂包括醇类有机溶剂。
[0026]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，醇类有机溶剂包括但不限于乙二醇、1,2
‑
丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇中的至少一种。
[0027]在一实施例中，溶剂热反应步骤中，分散液中，待再生的磷酸铁锂与第二溶剂的固液比可以为1g：(20~80) mL，还可以为1g：（20~50）mL，还可以为1g：（25~50）mL，还可以为1g：（28~45）mL。
[0028]在一实施例中，干燥步骤中，洗涤后干燥的温度为70~90℃。
[0029]在一实施例中，干燥步骤中，洗涤后干燥的温度为80℃。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于溶剂热法再生磷酸铁锂的方法，其特征在于，包括：预处理步骤，包括使用第一溶剂对拆解自电池电极的磷酸铁锂进行清洗，然后进行干燥、煅烧，获得待再生的磷酸铁锂；溶剂热反应步骤，包括将所述待再生的磷酸铁锂、可溶性锂源、还原剂、第二溶剂混合，获得分散液，所述分散液中，待再生的磷酸铁锂与第二溶剂的固液比为1g：(20~80) mL，将所述分散液转移到高压釜内，在140~280℃下进行溶剂热反应；干燥步骤，对溶剂热反应后的产物进行过滤、洗涤、干燥，制得再生后的磷酸铁锂。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂热反应步骤中，溶剂热反应的温度为160~220℃。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂热反应步骤中，溶剂热反应的时间为4~16h。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述溶剂热反应步骤中，溶剂热反应的时间为6~12h。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂热反应步骤中，所述分散液中，可溶性锂源的浓度为0.08~0.6 mol/L；所述溶剂热反应步骤中，所述分散液中，按摩尔量计，待再生的磷酸铁锂：还原剂=1：（0.45~1）。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂热反应步骤中，所述分散液中，待再生的磷酸铁锂：溶剂=1g：（28~48）mL；所述溶剂热反应步骤中，所述分散液中，可溶性锂源的浓度为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：张哲鸣，王文伟，朱远益，
申请(专利权)人：北京理工大学深圳汽车研究院电动车辆国家工程实验室深圳研究院，
类型：发明
国别省市：