CN102064366B - 一种磷酸铁锂的再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种磷酸铁锂的再生方法，特别涉及一种利用废磷酸铁锂制作磷酸铁锂的再生方法。一种磷酸铁锂的再生方法，包括以下工艺步骤：⑴将废磷酸铁锂在空气中加热充分氧化，加热温度为500℃～800℃；⑵步骤（1）得到的产物中加入碳源充分混合；⑶步骤（2）得到的混合物在气氛保护炉中保温3～5小时，保温的温度为600℃～800℃，冷却至100℃下取出。本发明所用方法，先将磷酸铁锂完全氧化，避免了各类废料中碳包覆量不同的影响。同时，物料在高温下氧化的过程，是一种再结晶过程，有利于物料进一步均匀化。从而提高磷酸铁锂材料的性能。

Description

一种磷酸铁锂的再生方法
技术领域
本发明是一种磷酸铁锂的再生方法，特别涉及一种利用废磷酸铁锂制作磷酸铁锂的再生方法。
背景技术
现有技术中的磷酸铁锂用作锂离子电池的正极材料，具有循环性能好，安全性高，原料资源丰富、廉价等特点，特别适用于动力电池，而锂离子动力电池组是新能源汽车的核心部件。
现有的磷酸铁锂生产技术不尽成熟，在生产过程中，由于混料不均，温度、气氛等控制不当，部分磷酸铁锂材料在容量、比表面积、粒度等方面达不到要求而成为废品，这些废品除了组成磷酸铁锂各元素及碳元素之外，杂质含量很少，而且磷酸铁锂中各元素已成比例，因此其回收利用比较简单，具有较高的经济价值。
    中国申请专利200710077245.4，公开了一种磷酸铁锂正极材料废料的再生方法,包括以下步骤：1)将磷酸铁锂正极材料废料在80℃～200℃干燥0.5h～12.0h；2)将干燥后的磷酸铁锂正极材料废料粉碎，使粒度组成符合磷酸铁锂正极浆料的配制要求。经本发明方法处理所得的磷酸铁锂正极再生料与正常料具有相近的电化学性能；
     中国申请专利200910053784.3，公开了一种无活性的磷酸亚铁锂电池正极材料的修复再生方法，具体为一种无活性的磷酸亚铁锂电池正极材料的修复再生方法。该方法包括对磷酸亚铁锂废料用球磨法进行重新混合，再进行高温煅烧，并除去材料中残留的水分，从而恢复其导电性和比容量。
发明内容
  本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种利用将废磷酸铁锂完全氧化制备高性能磷酸铁锂的再生方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的： 
一种磷酸铁锂的再生方法，包括以下工艺步骤：
     ⑴将废磷酸铁锂在空气中加热充分氧化，加热温度为500℃～800℃；
先将废磷酸铁锂完全氧化，避免了各类废磷酸铁锂中碳包覆量不同的影响。同时，废磷酸铁锂在高温下氧化的过程，是一种再结晶过程，有利于物料进一步均匀化。废磷酸铁锂加热温度过高时，会引起元素挥发，影响化学计量比，温度太低，则氧化速度太慢。为了使其充分氧化，可在500℃～800℃之间的温度间内加热，同时翻动废磷酸铁锂，一段时间后，可使废磷酸铁锂充分氧化。
⑵步骤（1）得到的产物中加入碳源充分混合；
⑶步骤（2）得到的混合物在气氛保护炉中保温3～5小时，保温的温度为600℃～800℃，冷却至100℃下取出。
作为优选，所述的碳源为葡萄糖或蔗糖其中的一种或二者的混合物。
作为优选，所述的碳源的加入量为废磷酸铁锂质量的15％～25％。
作为优选，所述的步骤(3)中的气氛保护炉中的气氛为氮气或氩气。
本发明提供的一种磷酸铁锂的再生方法，节约能源，提高磷酸铁锂材料的性能。
废品磷酸铁锂存在多样性，本发明所针对的磷酸铁锂废料与200710077245.4（磷酸铁锂正极材料废料的再生方法）不同，后者主要处理粒度不达标的磷酸铁锂材料，对于因混料不均，烧料不均，温度不均，气氛控制不好等原因造成的废品，以及比表面积过大的废品磷酸铁锂材料不适用。专利200910053784.3针对无活性的磷酸铁锂，即无碳包覆的磷酸铁材料，对于碳包覆不足、过量，或者比表面积不适合的材料，均不适用。而本发明除了杂质过高的磷酸铁锂外，对其余废磷酸铁锂均适用。作为优选，所述的废磷酸铁锂中：碳和磷酸铁锂的总质量百分比含量大于99%，且碳质量百分比含量不大于80%。
此外，与上述两种方法相比，本发明所用方法，先将磷酸铁锂完全氧化，避免了各类废料中碳包覆量不同的影响。同时，物料在高温下氧化的过程，是一种再结晶过程，有利于物料进一步均匀化。从而提高磷酸铁锂材料的性能。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
取废磷酸铁锂，经分析其纯度为99.6%，不含碳。将其空气中500℃加热充分氧化，然后加入废磷酸铁锂质量25%的葡萄糖，在氩气气氛保护炉中，在800℃下保温3小时。然后冷却到100℃以下，取出。得到的磷酸铁锂按下述方法测试。
磷酸铁锂的测试方法：正极固体物料中，导电炭黑含4%，石墨含2%，PDVF粘结剂含5%，其余为磷酸铁锂。固体物料放入NMP（N甲基吡咯烷酮）溶剂中，搅拌24小时，使之充分混合。然后在涂布机上涂布，涂布之后配以负极，负极容量过量10%，负极不可逆为3%。充放电循环测试时，先1C恒流充电至3.8V，然后恒压充电至电流小于0.1C，搁置10分钟，然后1C恒流放电至2.0V，再搁置10分钟，如此循环。
本实施例产品经测试：首次可逆容量为125，经100次循环后容量保持率98%。
实施例2：
工艺：
取废磷酸铁锂，经分析其纯度为99%，碳含量为80%。将其空气中800℃加热充分氧化，然后加入废磷酸铁锂质量15%的蔗糖，，在氩气气氛保护炉中，在600℃下保温5小时。然后冷却到100℃以下，取出。得到的磷酸铁锂按下述方法测试。
测试方法：
与实施例1中的方法相同。
达到的效果：
本实施例产品经测试：首次可逆容量为123，经100次循环后容量保持率97%。
实施例3：
取废磷酸铁锂，经分析其纯度为99.8%，碳含量为50%。将其空气中600℃加热充分氧化，然后加入废磷酸铁锂质量20%的葡萄糖，，在氮气气氛保护炉中，在700℃下保温4小时。然后冷却到100℃以下，取出。得到的磷酸铁锂按下述方法测试。
测试方法：
与实施例1中的方法相同。
达到的效果：
本实施例产品经测试：首次可逆容量为127，经100次循环后容量保持率99%。
实施例4：
取废磷酸铁锂，经分析其纯度为99.8%，碳含量为3%。将其空气中600℃加热充分氧化，然后加入废磷酸铁锂质量10%的葡萄糖和10%的蔗糖，在氮气气氛保护炉中，在700℃下保温4小时。然后冷却到100℃以下，取出。得到的磷酸铁锂按下述方法测试。
测试方法：
与实施例1中的方法相同。
达到的效果：
本实施例产品经测试：首次可逆容量为120，经100次循环后容量保持率96%。

Claims (5)

1.一种磷酸铁锂的再生方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
⑴将废磷酸铁锂在空气中加热充分氧化，加热温度为500℃～800℃；
⑵在步骤（1）得到的产物中加入碳源充分混合；
⑶步骤（2）得到的混合物在气氛保护炉中保温3～5小时，保温的温度为600℃～800℃，冷却至100℃以下取出。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂的再生方法，其特征在于：所述的碳源为葡萄糖或蔗糖其中的一种或二者的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的一种磷酸铁锂的再生方法，其特征在于：所述的碳源的加入量为废磷酸铁锂质量的15％～25％。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂的再生方法，其特征在于：所述的步骤(3)中的气氛保护炉中的气氛为氮气或氩气。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂的再生方法，其特征在于：所述的废磷酸铁锂中：碳和磷酸铁锂的总质量百分比含量大于99%，且碳质量百分比含量不大于80%。
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