一种磷钒酸钠正极材料的回收方法技术

本发明专利技术公开了一种磷钒酸钠正极材料的回收方法，属于钠离子电池正极材料开发技术领域。该方法包括以下步骤：将含待回收的Na

【技术实现步骤摘要】
一种磷钒酸钠正极材料的回收方法


[0001]本专利技术涉及钠离子电池正极材料开发
，具体而言，涉及一种磷钒酸钠正极材料的回收方法。

技术介绍

[0002]随着新能源行业的高速发展，其开发技术也日新月异。钠离子电池以原料低廉、资源丰富、性能安全、低温性好、快充性能好、对环境友好等一系列杰出的理化性能而备受各大企业和市场的关注，在动力汽车、电动工具、3C数码、以及储能等领域有着广泛的应用。钠离子电池的高速发展和投入使用，若大量的钠离子电池投入使用或报废后，如何高效的回收利用成为了一个难题。目前现有的回收技术主要针对的是废旧退役的锂电池，而关于钠离子电池正极材料的回收与利用的相关报道少之又少。
[0003]磷钒酸钠是一种NASICON型材料，其晶体结构属于六方晶系。磷钒酸钠因具有适中的电压(3.4V)和比较理想的容量、超长的循环寿命和极佳的倍率性能，成为钠离子正极材料的热门材料之一。
[0004]目前，基本没有有关磷酸钒钠正极材料回收的现有技术。
[0005]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种磷钒酸钠正极材料的回收方法，该方法能够全面回收退役或废旧的磷酸钒钠正极材料，且对环境无害。
[0007]本申请可这样实现：
[0008]本申请提供一种磷钒酸钠正极材料的回收方法，包括以下步骤：
[0009]S1、将含待回收的Na
y
V2‑
x
M
x
(PO4)3正极材料的溶液与强碱混合，得到含V、P的金属离子溶液；其中，M为过渡金属，0≤x≤1，2≤y≤4；
[0010]S2、根据金属离子溶液中所含元素的情况，分别按以下方式处理：
[0011]a、当金属离子溶液中还含有M元素且M元素中不含Fe时：先将M离子以氢氧化物的形式沉淀后除去后，得到含V和PO
43
‑
的溶液，随后将含V和PO
43
‑
的溶液与铁离子混合，使PO
43
‑
与铁离子络合，固液分离，得到磷酸铁沉淀和含V的溶液；
[0012]b、当金属离子溶液中还含有M元素且M元素为Fe时，或者当金属离子溶液中不含M元素时，均直接将含V和P的金属离子溶液与铁离子混合，使PO
43
‑
与铁离子络合，固液分离，得到磷酸铁沉淀和含V的溶液；
[0013]S3、将含V的溶液进行浓缩结晶，得到钒酸钠产品。
[0014]在可选的实施方式中，还包括：将磷酸铁与钠盐混合烧结，得到磷酸铁钠。
[0015]在可选的实施方式中，还包括：将磷酸铁与锂盐混合烧结，得到磷酸铁锂。
[0016]在可选的实施方式中，含待回收的Na
y
V2‑
x
M
x
(PO4)3正极材料的溶液与强碱是于30
‑
90℃的条件下混合10
‑
100h；其中，正极材料与强碱的摩尔比为1:1
‑
10。
[0017]在可选的实施方式中，M离子以氢氧化物的形式沉淀是通过调节相应金属离子溶液的pH值实现。
[0018]在可选的实施方式中，铁离子包括Fe
2+
和Fe
3+
中的至少一种。
[0019]在可选的实施方式中，PO
43
‑
与铁离子络合经以下方式实现：将含V和PO
43
‑
的溶液与铁离子的混合溶液的pH值调节至2.5
‑
3。
[0020]在可选的实施方式中，含待回收的Na
y
V2‑
x
M
x
(PO4)3正极材料的溶液经以下方式获得：
[0021]将待回收的Na
y
V2‑
x
M
x
(PO4)3钠离子正极中的正极片与水混合搅拌，使载体片与正极材料分离，随后除去载体片。
[0022]在可选的实施方式中，正极片经待回收的Na
y
V2‑
x
M
x
(PO4)3钠离子正极放电处理后拆分而得。
[0023]在可选的实施方式中，M选自Ti、Mn、Fe、Cr和Al中的任意一种。
[0024]在可选的实施方式中，M的合成来源为氯化盐、硫化盐、硝酸盐或草酸盐。
[0025]本申请的有益效果包括：
[0026]本申请提供的磷钒酸钠正极材料的回收方法，其流程巧妙，操作简单，原料低廉，所用溶剂为强碱，对环境友好无污染，并且所得产物易提纯分离，回收利用率高，可全面高效地回收正极材料中的V和P元素，对磷钒酸钠正极材料的回收利用有着积极的指导意义。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0028]图1为本申请实施例1中磷钒酸钠正极材料的回收方法的流程示意图；
[0029]图2为本申请实施例1回收得到的磷酸铁的SEM图；
[0030]图3为本申请实施例1回收得到的磷酸铁的XRD图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0032]下面对本申请提供的磷钒酸钠正极材料的回收方法进行具体说明。
[0033]本申请提出一种磷钒酸钠正极材料的回收方法，包括以下步骤：
[0034]S1：将含待回收的Na
y
V2‑
x
M
x
(PO4)3正极材料的溶液与强碱混合(即碱洗反应)，得到含V、P和M的金属离子溶液；其中，M为过渡金属，0≤x≤1，2≤y≤4。
[0035]作为参考地，M示例性地可选自Ti、Mn、Fe、Cr和Al中的任意一种。M的合成来源例如可以为氯化盐、硫化盐、硝酸盐或草酸盐。
[0036]强碱示例性地包括氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。
[0037]正极材料与强碱的摩尔比可以为1:2
‑
10，如1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10等，也可以为1:2
‑
10范围内的其它任意值。
[0038]碱洗反应的温度可以为30
‑
90℃，如30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃等，也可以为30...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷钒酸钠正极材料的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将含待回收的Na
y
V2‑
x
M
x
(PO4)3正极材料的溶液与强碱混合，得到含V和P的金属离子溶液；其中，M为过渡金属，0≤x≤1，2≤y≤4；S2、根据金属离子溶液中所含元素的情况，分别按以下方式处理：a、当所述金属离子溶液中还含有M元素且M元素中不含Fe时：先将M离子以氢氧化物的形式沉淀后除去后，得到含V和PO
43
‑
的溶液，随后将含V和PO
43
‑
的溶液与铁离子混合，使PO
43
‑
与铁离子络合，固液分离，得到磷酸铁沉淀和含V的溶液；b、当所述金属离子溶液中还含有M元素且M元素为Fe时，或者当所述金属离子溶液中不含M元素时，均直接将含V和P的金属离子溶液与铁离子混合，使PO
43
‑
与铁离子络合，固液分离，得到磷酸铁沉淀和含V的溶液；S3、将含V的溶液进行浓缩结晶，得到钒酸钠产品。2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，还包括：将磷酸铁与钠盐混合烧结，得到磷酸铁钠。3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，还包括：将磷酸铁与锂盐混合烧结，得到磷酸铁锂。4.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，含待回收的Na
y
V2‑
x
M
x
(PO4)3正极材料的溶液与强碱是于30
‑
90...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐学留，刘更好，阮丁山，李永光，李伟权，李长东，
申请(专利权)人：湖南邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：