从废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法技术

本申请提供一种从废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法，包括如下步骤：将不含磷酸根的无机酸水溶液与磷酸铁锂正极材料混合，磷酸铁锂正极材料中的LiFePO4溶解于无机酸水溶液，过滤后得到包括Li

【技术实现步骤摘要】
从废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法


[0001]本申请涉及磷酸铁锂材料领域，具体涉及一种废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂材料对环境友好、原材料来源丰富且价格低廉、比容量高、循环性能和热稳定性极好，因此，通常被用于锂离子电池正极材料。对于使用过的锂离子电池，对电池中的磷酸铁锂材料进行回收不仅能减轻废旧锂离子电池对环境的污染，而且能带来一定的经济效益。因此，有必要提供一种废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种从废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法，包括如下步骤：
[0004]将不含磷酸根的无机酸水溶液与所述磷酸铁锂正极材料混合，使所述磷酸铁锂正极材料中的LiFePO4溶解于所述无机酸水溶液，过滤后得到溶液A，所述溶液A包括Li
+
、Fe
2+
、HPO
42
‑
、H2PO4‑
、PO
43
‑
和无机酸根；
[0005]所述溶液A中的部分Fe
2+
以水合无机酸根亚铁盐的形式从所述溶液A中析出，分离得到所述无机酸根亚铁盐和溶液B；以及
[0006]将所述溶液B中的Fe
2+
氧化成Fe
3+
，然后加入碱液调节所述溶液B的pH值至3～5，使Fe
3+
结合PO
43
‑
生成水合FePO4沉淀，分离得到所述水合FePO4沉淀和溶液C；
[0007]加入碱液调节所述溶液C的pH值至8～14，使Li
+
结合PO
43
‑
生成Li3PO4沉淀；
[0008]将所述水合无机酸根亚铁盐溶于水中形成无机酸根亚铁盐水溶液，将所述Li3PO4分散至所述无机酸根亚铁盐水溶液中，通过水热法制备磷酸铁锂。
[0009]可选地，所述无机酸根亚铁盐水溶液的浓度为0.3～3.0mol/L，所述水热法的条件为：在密闭的水热釜中，在150℃～220℃的温度下水热反应2小时至10小时。
[0010]可选地，按物质的量计，所述无机酸水溶液中的无机酸的氢与所述LiFePO4的铁的比值为2～7，所述无机酸水溶液中的水与所述LiFePO4的铁的比值为7～31，所述无机酸水溶液中的无机酸包括硫酸或硝酸，在形成所述水合无机酸根亚铁盐的步骤中，温度控制在0℃～40℃，在生成所述Li3PO4沉淀的步骤中，所述pH值为10～12。
[0011]可选地，所述无机酸为硝酸，按物质的量计，硝酸水溶液中的水和所述LiFePO4的铁的比值为10～13，在形成所述水合无机酸根亚铁盐的步骤中，温度控制在0℃～15℃。
[0012]可选地，按物质的量计，所述硝酸中的氢与所述LiFePO4的铁的比值为6～7，所述硝酸水溶液中的水与所述LiFePO4的铁的比值为12～13，在形成所述水合无机酸根亚铁盐的步骤中，温度控制在0℃～8℃。
[0013]可选地，按物质的量计，所述硝酸中的氢与所述LiFePO4的铁的比值为2～4，所述硝酸水溶液中的水与所述LiFePO4的铁的比值为10～12，在形成所述水合无机酸根亚铁盐的步骤中，温度控制在8℃～15℃。
[0014]可选地，所述无机酸为硫酸，按物质的量计，所述硫酸的氢与所述LiFePO4的铁的比值为3～7，硫酸水溶液中的水与所述LiFePO4的铁的比值为10～31，在形成所述水合无机酸根亚铁盐的步骤中，温度控制在0℃～40℃。
[0015]可选地，按物质的量比计，所述硫酸水溶液中的水与所述LiFePO4的铁的比值为11～23，在形成所述水合无机酸根亚铁盐的步骤中，温度控制在20℃～40℃。
[0016]可选地，按物质的量比计，所述硫酸水溶液中的水与所述LiFePO4的铁的比值为11～20。
[0017]可选地，按物质的量计，所述硫酸的氢与所述LiFePO4的铁的比值为5～7，所述硫酸水溶液中的水与所述LiFePO4的铁的比值为19～26，在形成所述水合无机酸根亚铁盐的步骤中，温度控制在0℃～20℃。
[0018]与现有技术相比，本申请通过将废旧磷酸铁锂正极材料溶解在不含磷酸根的无机酸水溶液中，铁以亚铁离子的形式存在。控制温度使得部分亚铁离子以水合无机酸根亚铁盐的形式析出。剩余的部分亚铁离子被氧化成铁离子并在碱性的条件下生成水合无机酸根铁盐析出。剩余的溶液中的部分Li
+
即以Li3PO4的形式析出。本申请提供的回收方法无需加入磷酸根、铁离子和Li离子的任意一种。并且将生成的水合无机酸根亚铁盐和Li3PO4通过水热法直接合成为磷酸铁锂。实现从废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂。因此本申请提供的从废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法具有经济性。
附图说明
[0019]图1为本申请实施例提供从废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法的流程图；
[0020]图2为本申请水热合成得到的磷酸铁锂的SEM图；
[0021]图3为图2所示磷酸铁锂的X射线衍射图和磷酸铁锂的标准谱的对比。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0024]下面结合附图，对本专利技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025]实施例1：
[0026]参照图1，本申请提供一种从废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法。所述回收方法包括如下步骤：
[0027]步骤101：将不含磷酸根的无机酸水溶液与所述磷酸铁锂正极材料混合，使所述磷酸铁锂正极材料中的LiFePO4溶解于所述无机酸水溶液。过滤后得到溶液A。所述溶液A包括
Li
+
、Fe
2+
、HPO
42
‑
、H2PO4‑
、PO
43
‑
和无机酸根。在本实施例中，所述无机酸水溶液中的无机酸包括硝酸。因此，所述无机酸根为硝酸根。
[0028]在一些实施例中，按物质的量计，硝酸水溶液中的硝酸的氢与所述LiFePO4的铁的比值为2～7，硝酸水溶液中的水与所述LiFePO4的铁的比值为7～31。
[0029]进一步地，在一些实施例中，按物质的量计，所述硝酸的氢与所述LiFePO4的铁的比值为2～7，所述硝酸水溶液中的水与所述L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法，其特征在于，包括如下步骤：将不含磷酸根的无机酸水溶液与所述磷酸铁锂正极材料混合，使所述磷酸铁锂正极材料中的LiFePO4溶解于所述无机酸水溶液，过滤后得到溶液A，所述溶液A包括Li
+
、Fe
2+
、HPO
42
‑
、H2PO4‑
、PO
43
‑
和无机酸根；所述溶液A中的部分Fe
2+
以水合无机酸根亚铁盐的形式从所述溶液A中析出，分离得到所述无机酸根亚铁盐和溶液B；以及将所述溶液B中的Fe
2+
氧化成Fe
3+
，然后加入碱液调节所述溶液B的pH值至3～5，使Fe
3+
结合PO
43
‑
生成水合FePO4沉淀，分离得到所述水合FePO4沉淀和溶液C；加入碱液调节所述溶液C的pH值至8～14，使Li
+
结合PO
43
‑
生成Li3PO4沉淀；将所述水合无机酸根亚铁盐溶于水中形成无机酸根亚铁盐水溶液，将所述Li3PO4分散至所述无机酸根亚铁盐水溶液中，通过水热法制备磷酸铁锂。2.如权利要求1所述的从废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法，其特征在于，所述无机酸根亚铁盐水溶液的浓度为0.3～3.0mol/L，所述水热法的条件为：在密闭的水热釜中，在150℃～220℃的温度下水热反应2小时至10小时。3.如权利要求1所述的从废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法，其特征在于，按物质的量计，所述无机酸水溶液中的无机酸的氢与所述LiFePO4的铁的比值为2～7，所述无机酸水溶液中的水与所述LiFePO4的铁的比值为7～31，所述无机酸水溶液中的无机酸包括硫酸或硝酸，在形成所述水合无机酸根亚铁盐的步骤中，温度控制在0℃～40℃，在生成所述Li3PO4沉淀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炜，张卫东，
申请(专利权)人：厦门厦钨新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：