CN109273696A - 一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法 - Google Patents

一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109273696A
CN109273696A CN201811302858.8A CN201811302858A CN109273696A CN 109273696 A CN109273696 A CN 109273696A CN 201811302858 A CN201811302858 A CN 201811302858A CN 109273696 A CN109273696 A CN 109273696A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lifepo4
lithium battery
processing method
grain
anode material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811302858.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109273696B (zh
Inventor
李荣武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xinjiang Shipboard Motorcycle Co Ltd
Original Assignee
Xinjiang Shipboard Motorcycle Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xinjiang Shipboard Motorcycle Co Ltd filed Critical Xinjiang Shipboard Motorcycle Co Ltd
Priority to CN201811302858.8A priority Critical patent/CN109273696B/zh
Publication of CN109273696A publication Critical patent/CN109273696A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109273696B publication Critical patent/CN109273696B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，所述磷酸铁锂表面包覆有碳，其特征在于：包括如下步骤：S1.选取磷酸铁锂粒，所述颗粒大小选取3000‑3600目；S2.将选取好的磷酸铁锂粒放入磁选机，除去磷酸铁锂粒中的铁单质；S3.将磁选后的磷酸铁锂粒通入氟化银、氟化氢混合溶液中，置换出其中的活性金属杂质，同时将其中的金属氧化物酸化，然后进行过滤、干燥制得中间产物；S4.将S3中得到的中间产物通过色选机进行分离；S5.将S4中的得到的磷酸铁锂粒进行预烧结；S6.将S5预烧结后的磷酸铁锂粒与石墨烯在无氧化条件下进行烧结，冷却后得到碳包磷酸铁锂材料。减少磷酸铁锂正极材料的杂质含量，提高锂电池品质。

Description

一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法
技术领域
本发明涉及电池材料领域，具体是一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法。
背景技术
磷酸铁锂因为其优异的安全性能和优秀的循环性能成为了锂动力电池首选的正极材料，此外还广泛应用于手机、笔记本电脑、数码相机及其他大量新兴的IT产品的UPS电源系统；由于锂电池的成本是传统铅酸电池的2倍以上，所以在大规模推广受到了一定的限制。对磷酸铁锂电池体系而言，磷酸铁锂的成本费用占锂电池成本的20%左右（以目前市场的平均售价15万来计算）。
磷酸铁锂的生产路线一般有2种，一种是传统的亚铁合成路线，主体原材料选用草酸亚铁，磷酸二氢铵，碳酸锂等；还有一种是碳热还原法路线，铁源一般选取三氧化二铁和磷酸铁等；对上述两种路线而言，过程中都需要惰性气体的保护，通常情况选取液氮或氩气，有时候为了保障亚铁的稳定性，需要引入还原气氛，如氢气等。由于在生产过程中，磷酸铁锂正极材料的杂质含量较高，导致磷酸铁锂电池品质不高，使用寿命低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，以至少达到大规模生产动力锂电池正极材料磷酸铁锂的目的。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，所述磷酸铁锂表面包覆有碳，其特征在于：包括如下步骤：
S1.选取磷酸铁锂粒，所述颗粒大小选取3000-3600目；
S2.将选取好的磷酸铁锂粒放入磁选机，除去磷酸铁锂粒中的铁单质；
S3.将磁选后的磷酸铁锂粒通入氟化银、氟化氢混合溶液中，置换出其中的活性金属杂质，同时将其中的金属氧化物酸化，然后进行过滤、干燥制得中间产物；
S4.将S3中得到的中间产物通过色选机进行分离；
S5.将S4中的得到的磷酸铁锂粒进行预烧结；
S6.将S5预烧结后的磷酸铁锂粒与石墨烯在无氧化条件下进行烧结，冷却后得到碳包磷酸铁锂材料。
优选的，在所述S3中，氟化银的浓度为50-150ppm，氟化氢的浓度200-500ppm，所述活性金属杂质为镁、铁、铜、锰等中的一种或多种。
优选的，在所述S3中，在磷酸铁锂粒与氟化银、氟化氢混合溶液混合时，所述混合液的pH值小于2.8，且需要以80-200r/min的转速搅拌，同时，混合液的温度为50-70℃。
优选的，在所述S5中，预烧结的温度为240-250℃，预烧结时间为20-30min，所述预烧结阶段设置在惰性气体的保护下。
优选的，在所述S6中，烧结温度为560-580℃，烧结时间1-3h，且无氧化条件为充氮气环境。
优选的，还包括对碳包磷酸铁锂材料进行进一步处理，其处理方法包括：
步骤1.将碳包磷酸铁锂进行蒸气浴，所述蒸气选取易挥发的有机溶剂与酸液混合；
步骤2.对经步骤1处理后的磷酸铁锂进行酸液冲洗；
步骤3.用蒸馏水或纯水清洗，然后风干得到产品。
优选的，在所述步骤1中，所述有机溶剂选用乙醇、丙酮中的一种或混合，所述酸液的pH值在0-1.0之间。
优选的，对步骤1中蒸气浴后的酸液进行回收，测定其酸碱度，当回收后的酸液pH值不再增加时，蒸气浴结束。
优选的，在所述步骤2中，酸液的pH值在2.2-2.8之间
本发明的有益效果是：采用本技术可大规模生产磷酸铁锂正极材料，同时减少磷酸铁锂正极材料的杂质含量，提高锂电池品质，增长电池使用寿命。
具体实施方式
下面进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1
一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，所述磷酸铁锂表面包覆有碳，包括如下步骤：
S1.选取磷酸铁锂粒，所述颗粒大小选取3000目；
S2.将选取好的磷酸铁锂粒放入磁选机，除去磷酸铁锂粒中的铁单质；
S3.将磁选后的磷酸铁锂粒通入氟化银、氟化氢混合溶液中，置换出其中的活性金属杂质，同时将其中的金属氧化物酸化，然后进行过滤、干燥制得中间产物；
S4.将S3中得到的中间产物通过色选机进行分离；
S5.将S4中的得到的磷酸铁锂粒进行预烧结；
S6.将S5预烧结后的磷酸铁锂粒与石墨烯在无氧化条件下进行烧结，冷却后得到碳包磷酸铁锂材料。
具体来说，在所述S3中，氟化银的浓度为100ppm，氟化氢的浓度350ppm，所述活性金属杂质为镁、铁、铜、锰等中的一种或多种。在所述S3中，在磷酸铁锂粒与氟化银、氟化氢混合溶液混合时，所述混合液的pH值为2.1，且需要以80r/min的转速搅拌，同时，混合液的温度为0℃。
具体来说，在所述S5中，预烧结的温度为240℃，预烧结时间为20min，所述预烧结阶段设置在惰性气体的保护下。
具体来说，在所述S6中，烧结温度为560℃，烧结时间1h，且无氧化条件为充氮气环境。
进一步来说，还包括对碳包磷酸铁锂材料进行进一步处理，其处理方法包括：
步骤1.将碳包磷酸铁锂进行蒸气浴，所述蒸气选取易挥发的有机溶剂与酸液混合；所述有机溶剂选用乙醇、丙酮中的一种或混合，所述酸液的pH值在0.4。然后，对步骤1中蒸气浴后的酸液进行回收，测定其酸碱度，当回收后的酸液pH值不再增加时，蒸气浴结束。
步骤2.对经步骤1处理后的磷酸铁锂进行酸液冲洗；在所述步骤2中，酸液的pH值在2.2。
步骤3.用蒸馏水或纯水清洗，然后风干得到产品。
实施例2
一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，所述磷酸铁锂表面包覆有碳，包括如下步骤：
S1.选取磷酸铁锂粒，所述颗粒大小选取3400目；
S2.将选取好的磷酸铁锂粒放入磁选机，除去磷酸铁锂粒中的铁单质；
S3.将磁选后的磷酸铁锂粒通入氟化银、氟化氢混合溶液中，置换出其中的活性金属杂质，同时将其中的金属氧化物酸化，然后进行过滤、干燥制得中间产物；
S4.将S3中得到的中间产物通过色选机进行分离；
S5.将S4中的得到的磷酸铁锂粒进行预烧结；
S6.将S5预烧结后的磷酸铁锂粒与石墨烯在无氧化条件下进行烧结，冷却后得到碳包磷酸铁锂材料。
具体来说，在所述S3中，氟化银的浓度为50ppm，氟化氢的浓度350ppm，所述活性金属杂质为镁、铁、铜、锰等中的一种或多种。在所述S3中，在磷酸铁锂粒与氟化银、氟化氢混合溶液混合时，所述混合液的pH值为2.4，且需要以80r/min的转速搅拌，同时，混合液的温度为50℃。
具体来说，在所述S5中，预烧结的温度为240℃，预烧结时间为20min，所述预烧结阶段设置在惰性气体的保护下。
具体来说，在所述S6中，烧结温度为560℃，烧结时间1h，且无氧化条件为充氮气环境。
进一步来说，还包括对碳包磷酸铁锂材料进行进一步处理，其处理方法包括：
步骤1.将碳包磷酸铁锂进行蒸气浴，所述蒸气选取易挥发的有机溶剂与酸液混合；所述有机溶剂选用乙醇、丙酮中的一种或混合，所述酸液的pH值在0.6。然后，对步骤1中蒸气浴后的酸液进行回收，测定其酸碱度，当回收后的酸液pH值不再增加时，蒸气浴结束。
步骤2.对经步骤1处理后的磷酸铁锂进行酸液冲洗；在所述步骤2中，酸液的pH值在2.4。
步骤3.用蒸馏水或纯水清洗，然后风干得到产品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，所述磷酸铁锂表面包覆有碳，其特征在于：包括如下步骤：
S1.选取磷酸铁锂粒，所述颗粒大小选取3000-3600目；
S2.将选取好的磷酸铁锂粒放入磁选机，除去磷酸铁锂粒中的铁单质；
S3.将磁选后的磷酸铁锂粒通入氟化银、氟化氢混合溶液中，置换出其中的活性金属杂质，同时将其中的金属氧化物酸化，然后进行过滤、干燥制得中间产物；
S4.将S3中得到的中间产物通过色选机进行分离；
S5.将S4中的得到的磷酸铁锂粒进行预烧结；
S6.将S5预烧结后的磷酸铁锂粒与石墨烯在无氧化条件下进行烧结，冷却后得到碳包磷酸铁锂材料。
2.根据权利要求1所述的一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，其特征在于：在所述S3中，氟化银的浓度为50-150ppm，氟化氢的浓度200-500ppm，所述活性金属杂质为镁、铁、铜、锰等中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2中所述的一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，其特征在于：在所述S3中，在磷酸铁锂粒与氟化银、氟化氢混合溶液混合时，所述混合液的pH值小于2.8，且需要以80-200r/min的转速搅拌，同时，混合液的温度为50-70℃。
4.根据权利要求1所述的一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，其特征在于：在所述S5中，预烧结的温度为240-250℃，预烧结时间为20-30min，所述预烧结阶段设置在惰性气体的保护下。
5.根据权利要求1所述的一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，其特征在于：在所述S6中，烧结温度为560-580℃，烧结时间1-3h，且无氧化条件为充氮气环境。
6.根据权利要求1所述的一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，其特征在于：还包括对碳包磷酸铁锂材料进行进一步处理，其处理方法包括：
步骤1.将碳包磷酸铁锂进行蒸气浴，所述蒸气选取易挥发的有机溶剂与酸液混合；
步骤2.对经步骤1处理后的磷酸铁锂进行酸液冲洗；
步骤3.用蒸馏水或纯水清洗，然后风干得到产品。
7.如权利要求6所述的一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，其特征在于：在所述步骤1中，所述有机溶剂选用乙醇、丙酮中的一种或混合，所述酸液的pH值在0-1.0之间。
8.根据权利要求6或7所述的一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，其特征在于，对步骤1中蒸气浴后的酸液进行回收，测定其酸碱度，当回收后的酸液pH值不再增加时，蒸气浴结束。
9.根据权利要求1所述的一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法，其特征在于：在所述步骤2中，酸液的pH值在2.2-2.8之间。
CN201811302858.8A 2018-11-02 2018-11-02 一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法 Expired - Fee Related CN109273696B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811302858.8A CN109273696B (zh) 2018-11-02 2018-11-02 一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811302858.8A CN109273696B (zh) 2018-11-02 2018-11-02 一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109273696A true CN109273696A (zh) 2019-01-25
CN109273696B CN109273696B (zh) 2020-10-30

Family

ID=65191727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811302858.8A Expired - Fee Related CN109273696B (zh) 2018-11-02 2018-11-02 一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109273696B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112751003A (zh) * 2020-12-31 2021-05-04 龙蟒大地农业有限公司 一种碳包覆磷酸铁锂及其制备方法、磷酸铁锂正极片、磷酸铁锂电池
CN116826061A (zh) * 2023-08-31 2023-09-29 昆山美淼新材料科技有限公司 一种锂电池用高导电正极材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101188293A (zh) * 2007-12-11 2008-05-28 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 铁基锂盐复合正极材料及其制备方法
CN101913587A (zh) * 2010-07-08 2010-12-15 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 磷酸铁锂正极材料的改性方法
CN106602006A (zh) * 2016-11-23 2017-04-26 深圳市山木新能源科技股份有限公司 一种石墨烯磷酸铁锂复合材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101188293A (zh) * 2007-12-11 2008-05-28 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 铁基锂盐复合正极材料及其制备方法
CN101913587A (zh) * 2010-07-08 2010-12-15 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 磷酸铁锂正极材料的改性方法
CN106602006A (zh) * 2016-11-23 2017-04-26 深圳市山木新能源科技股份有限公司 一种石墨烯磷酸铁锂复合材料及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112751003A (zh) * 2020-12-31 2021-05-04 龙蟒大地农业有限公司 一种碳包覆磷酸铁锂及其制备方法、磷酸铁锂正极片、磷酸铁锂电池
CN112751003B (zh) * 2020-12-31 2021-11-30 龙蟒大地农业有限公司 一种碳包覆磷酸铁锂及其制备方法、磷酸铁锂正极片、磷酸铁锂电池
CN116826061A (zh) * 2023-08-31 2023-09-29 昆山美淼新材料科技有限公司 一种锂电池用高导电正极材料及其制备方法
CN116826061B (zh) * 2023-08-31 2023-11-07 昆山美淼新材料科技有限公司 一种锂电池用高导电正极材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109273696B (zh) 2020-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106829907B (zh) 一种含镍生铁制备硫酸镍溶液和电池级磷酸铁的方法
CN105506310B (zh) 一种从含锂卤水中提取锂的方法
CN109193063B (zh) 一种废旧锂离子电池正极活性物质再处理方法
CN113930618A (zh) 一种使用深共晶溶剂从废旧锂电池中浸出镍钴锰的方法
CN104229898A (zh) 一种利用废旧锌锰电池为原料制备高纯硫酸锰和硫酸锌的方法
CN105039703A (zh) 电解锰阳极泥中回收锰和铅的方法
WO2017107807A1 (zh) 一种锂离子电池负极材料的制备方法及应用
CN108023134A (zh) 一种废旧锂离子电池电极材料中有价元素的回收方法
CN113430390A (zh) 红土镍矿高压酸浸渣的处理方法及正极材料
CN106169624B (zh) 一种锂离子电池三元材料回收方法
CN115259126A (zh) 一种磷酸铁锂电池废料回收利用方法
CN109273696A (zh) 一种动力锂电池正极材料磷酸铁锂的处理方法
CN108808147A (zh) 一种废旧锂离子电池中回收锰的方法
US12095058B2 (en) Method for preparing copper-based negative electrode material by using waste battery
CN102583297A (zh) 一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂的回收再生方法
CN110257631B (zh) 一种分离废旧锂离子电池正极中锂和其他金属的方法
CN105489884B (zh) 化学还原氧化石墨烯/镁改善镍钴锰酸锂电化学性能的方法
CN103972502A (zh) 一种锂电池改性正极材料
CN109830772B (zh) 一种磷酸铁锂废料的再生方法
CN108987707B (zh) 一种锂离子电池用磷铜负极材料及其制备方法
CN116710400A (zh) 电化学脱嵌法盐湖提锂用电极材料、制备方法及其应用
CN104928476B (zh) 一种钴铜合金水淬渣的处理方法
CN108736090B (zh) 一种磷酸锰铁锂电池正极材料的回收利用方法
CN105154919B (zh) 一种从铜镍合金中回收铜、镍的工艺
CN114551861A (zh) 镍钴锰三元正极材料纳米棒及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20201030

Termination date: 20211102

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee