【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废旧电池回收，具体涉及一种利用废电池制备双层包覆改性聚阴离子型钠电正极材料的方法。
技术介绍
1、随着技术的发展，锂离子电池已成为最受欢迎的动力电池，其中磷酸铁锂电池凭借能量密度大、循环寿命长、安全性能好等优点被广泛应用于电动汽车领域。而随着电池的使用与损耗，将会有大量动力电池面临退役，因此，如何妥善处理退役的磷酸铁锂电池是一个亟需解决的问题，对于锂电池而言，正极材料成本占比很高，因此如何高效回收磷酸铁锂电池中的正极粉显得尤为重要。
2、随着锂离子电池的应用与发展，锂资源匮乏的问题也逐渐暴露出来，而钠资源由于储量丰富、开采简单，使得钠离子电池成为极具应用前景的二次电池。目前钠离子电池正极材料主要包括层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、聚阴离子化合物，其中聚阴离子型化合物由于其结构稳定、安全性能高等特点，被视为一种理想的钠离子电池正极材料。
3、因此，将废旧磷酸铁锂电池中的磷酸铁锂回收制备成性能优异的钠离子电池正极材料是一个极具发展前景的方向。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种利用废电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提出如下解决方案：
3、一种利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，包括：
4、（1）从废旧磷酸铁锂电池中分离出正极粉末，对正极粉末进行酸浸、固液分离后得到浸出液，向浸出液中加入除铜剂，进行反应和过滤，得到滤液
5、（2）向滤液中加入适量铁源、铝源、磷源，调整溶液中铁、铝、磷的比例，得到调整后液；
6、（3）向调整后液中加入氧化剂进行氧化反应后，调节ph值，进行沉淀反应得到沉淀物；
7、（4）将沉淀物进行煅烧，将煅烧所得掺铝磷酸铁与钠源和碳源混合后进行烧结，制备得到聚阴离子型钠离子电池正极材料基体na1-xfe1-xalxpo4@c，其中0<x ≤ 0.2；
8、（5）配制醋酸铅溶液，并向其中加入正极材料基体，形成分散的悬浊液，在搅拌条件下向所述悬浊液中通入氨气进行反应，将所得产物进行搅拌蒸干和干燥，得到混合料；
9、（6）将混合料于含氟气体和惰性气体的混合气氛下，进行高温反应，得到改性的聚阴离子型钠电正极材料na1-xfe1-xalxpo4@c@pbf2。
10、作为优选，步骤（5）中，所述醋酸铅溶液中，醋酸铅含量为正极材料基体加入量的0.5-5wt%；所述氨气的通入流量为0.1-1l/h，通入时间为1-3h。
11、作为优选，步骤（6）中，所述含氟气体为为氟气或氟化氢；所述混合气氛中，含氟气体的体积含量为5-15 vol%。
12、作为优选，步骤（6）中，所述高温反应的温度为500-800℃；所述高温反应的时间为12-24h；高温反应的升温速度为2-10℃/min。
13、作为优选，步骤（1）中，所述酸浸时，正极粉末与酸液的固液比为1g : (2-20)ml；所述酸浸的温度为25-60℃，所述酸浸时间为0.5-10h。
14、作为优选，步骤（1）中，所述除铜剂为铁粉和/或铝粉；
15、所述酸液的浓度为10-60wt%；所述酸液为磷酸、硫酸、硝酸、盐酸中的一种或两种以上。
16、作为优选，步骤（3）中，所述氧化剂为过氧化氢、氧气、臭氧中的一种或两种以上；
17、步骤（3）中，所述ph的调节范围为2.0-3.0；沉淀反应时反应体系的温度为65-95℃。
18、作为优选，步骤（4）中，所述煅烧的温度为400-800℃，煅烧的时长为3-8h；
19、所述烧结温度为700-1000℃，煅烧时间为12-24h。
20、作为优选，步骤（4）中，所述钠源中的钠与掺铝磷酸铁中铁的摩尔比为(1.0-1.1) :1；所述碳源为所述掺铝磷酸铁质量的0-5%；
21、所述钠源为碳酸钠、乙酸钠、柠檬酸钠、草酸钠、碳酸氢钠中的一种或两种以上；所述碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉、柠檬酸、草酸、石墨烯中的一种或两种以上。
22、作为优选，步骤（2）中，所述铁源为硫酸铁、氯化铁、硝酸铁中的一种或两种以上。
23、作为优选，步骤（2）中，所述铝源为氯化铝、硝酸铝、硫酸铝中的一种或两种以上。
24、作为优选，步骤（2）中，所述磷盐为磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵中的一种或两种以上。
25、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
26、本专利技术以废旧磷酸铁锂电极粉为原料，通过酸浸-除杂-成分调整-沉淀反应的工序，能够得到高纯度的掺铝磷酸铁，然后以该掺铝磷酸铁作为原料制备铝掺杂的聚阴离子型钠电正极材料，有利于节约资源和环境保护，且该回收工艺无需进行除铝，而是将铝合理利用以改善聚阴离子型钠电正极材料磷酸铁钠的性能，回收利用流程简单、且能够实现对废旧磷酸铁锂废粉的高效利用，有利于节约资源和环境保护。
27、本专利技术采用改进的工艺在铝掺杂的聚阴离子型钠电正极材料表面依次形成碳包覆层和氟化铅包覆层，相较于直接包覆，得到的包覆层可控，包覆层材料致密的结合在材料表面，能够解决聚阴离子型正极材料离子导电性和电子导电性差的问题。相较于单层包覆，碳层和氟化铅层双层包覆能进一步改善材料电化学性能。碳层通常具有良好的导电性，氟化铅层有助于改善材料的离子传导性能，适量的双层包覆可以进一步提高材料的性能，且双层包覆可提供一定程度的化学稳定性，防止材料与其他物质发生不必要的反应，提高材料结构稳定性。
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1.一种利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（5）中，所述醋酸铅溶液中，醋酸铅含量为正极材料基体加入量的0.5-5wt%；所述氨气的通入流量为0.1-1L/h，通入时间为1-3h。
3.如权利要求1所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（6）中，所述含氟气体为为氟气或氟化氢；所述混合气氛中，含氟气体的体积含量为5-15 vol%。
4.如权利要求1所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（6）中，所述高温反应的温度为500-800℃；所述高温反应的时间为12-24h；高温反应的升温速度为2-10℃/min。
5.如权利要求1-4任意一项所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述酸浸时，正极粉末与酸液的固液比为1g : (2-20)ml；所述酸浸的温度为25-60℃，
6.如权利要求1-4任意一项所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述除铜剂为铁粉和/或铝粉；
7.如权利要求1-4任意一项所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述氧化剂为过氧化氢、氧气、臭氧中的一种或两种以上；
8.如权利要求1-4任意一项所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述煅烧的温度为400-800℃，煅烧的时长为3-8h；
9.如权利要求1-4任意一项所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述钠源中的钠与掺铝磷酸铁中铁的摩尔比为(1.0-1.1) : 1；所述碳源为所述掺铝磷酸铁质量的0-5%；
10.如权利要求1-4任意一项所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述铁源为硫酸铁、氯化铁、硝酸铁中的一种或两种以上；
...【技术特征摘要】
1.一种利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（5）中，所述醋酸铅溶液中，醋酸铅含量为正极材料基体加入量的0.5-5wt%；所述氨气的通入流量为0.1-1l/h，通入时间为1-3h。
3.如权利要求1所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（6）中，所述含氟气体为为氟气或氟化氢；所述混合气氛中，含氟气体的体积含量为5-15 vol%。
4.如权利要求1所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（6）中，所述高温反应的温度为500-800℃；所述高温反应的时间为12-24h；高温反应的升温速度为2-10℃/min。
5.如权利要求1-4任意一项所述的利用废旧磷酸铁锂电池制备改性聚阴离子型钠电正极材料的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述酸浸时，正极粉末与酸液的固液比为1g : (2-20)ml；所述酸浸的温度为25-60℃...
【专利技术属性】
技术研发人员：舒双，彭馨瑶，周亚楠，孙鹏，汪宝进，
申请(专利权)人：兰溪博观循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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