一种由废旧锂离子电池的提锂副产物制备铝掺杂改性磷酸锰铁锂正极材料的方法技术

技术编号:44209345 阅读:51 留言:0更新日期:2025-02-06 18:42
本发明专利技术公开了一种由废旧锂离子电池的提锂副产物制备铝掺杂改性磷酸锰铁锂正极材料的方法,通过将废旧磷酸铁锂正极粉料和废旧锰酸锂正极粉料中的金属铝转化为铝离子,并在后续的煅烧过程中通过离子扩散掺杂到磷酸锰铁锂的晶胞中,从而获得铝掺杂改性磷酸锰铁锂正极材料。本发明专利技术的方法利用废旧电极材料中微量金属铝杂质对磷酸锰铁锂正极材料进行铝离子掺杂改性,能够有效地提升其电化学性能,从而解决固相直接再生材料的电化学性能难以满足商业化应用需求的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由废旧锂离子电池电极材料的提锂副产物制备铝掺杂改性磷酸锰铁锂正极材料的方法,属于锂离子电池回收和正极材料制备领域。


技术介绍

1、锂离子电池由于其高能量密度和低成本优势而被广泛用于新能源汽车动力蓄电池。由于容量衰减,锂离子动力电池在使用5~8年后将面临退役。预计2025年退役动力锂电池将达到134.49gwh,退役量达80.36万吨。废旧锂电池的回收处理和再制造锂离子电池电极材料是实现锂离子电池可持续发展的重要措施。

2、目前,锂离子电池回收的主流方法包括了湿法冶金和火法冶金两种。然而,湿法冶金回收步骤复杂,产生大量废水;火法冶金耗能大,难以去除金属杂质,排放有毒烟气。且两种方法提锂后的副产物磷酸铁和二氧化锰在大多数情况下被直接丢弃,造成资源浪费,同时也存在着环境风险。目前的研究难点是如何对提锂之后的副产物高值化利用和如何在绿色环保的基础上处理废旧正极混合粉料中的杂质。

3、现有采用固相法回收废旧锂离子电池正极材料再制备新的正极材料的技术大多数都是基于人工或自动化精细分选得到的废旧正极材料,没有涉及到金属杂质的处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种由废旧锂离子电池的提锂副产物制备铝掺杂改性磷酸锰铁锂正极材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1的具体方法为:首先,分别将退役磷酸铁锂电池和退役锰酸锂电池经放电、拆解后获得电芯,在惰性气氛下利用负压热解处理去除残余电解液和分解粘结剂,再分别对两种电芯依次进行破碎、筛分、风选、磁选、氨浸除铜和浮选除石墨/碳处理,从而分别得到相应的废旧磷酸铁锂正极粉料和废旧锰酸锂正极粉料。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤1中,以废旧磷酸铁锂正极粉料或废旧锰酸锂正极粉料的总质量计,正极粉料中磷酸铁锂或锰酸锂含量在9...

【技术特征摘要】

1.一种由废旧锂离子电池的提锂副产物制备铝掺杂改性磷酸锰铁锂正极材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1的具体方法为:首先,分别将退役磷酸铁锂电池和退役锰酸锂电池经放电、拆解后获得电芯,在惰性气氛下利用负压热解处理去除残余电解液和分解粘结剂,再分别对两种电芯依次进行破碎、筛分、风选、磁选、氨浸除铜和浮选除石墨/碳处理,从而分别得到相应的废旧磷酸铁锂正极粉料和废旧锰酸锂正极粉料。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤1中,以废旧磷酸铁锂正极粉料或废旧锰酸锂正极粉料的总质量计,正极粉料中磷酸铁锂或锰酸锂含量在95~99.9wt%范围内,碳含量在0.1~2wt%范围内,铝含量在0.5~1.3wt%范围内。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2中:混合酸浸处理废旧磷酸铁锂正极粉料所用的混合酸是由浓度为0.2~1.2mol/l的乙酸与浓度为0.5~2mol/l的磷酸按体积比5~10:1混合而成;混合酸浸废旧锰酸锂正极粉料所用的混合酸是由浓度为1~5mol/l的硫酸与浓度为0.5~2mol/l的磷酸按体积比5...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨则恒肖凡朱乐涵张卫新高德堃蒋龙进
申请(专利权)人:合肥工业大学
类型:发明
国别省市:

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