CN110562948A - 一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，属于新能源技术领域，一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，包括以下步骤，废旧锂电池拆解，正极材料球磨，原料粉末混合，混料脱水，焙烧与熔融浸渍，预料干式研磨，将得到的磷酸铁锂预料放入磨机中，进行一定时间的干式研磨，得到磷酸铁锂材料，可以实现利用碳基葡萄糖对磷酸铁锂材料进行碳包覆，提高锂离子在两相之间的扩散系数，增大磷酸铁锂正极材料的放电容量，从而提高回收后的磷酸铁锂材料的质量，同时通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，使磷酸铁锂焙烧过程中的保护性气体循环使用，降低磷酸铁锂再生回收的成本消耗。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，更具体地说，涉及一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺。
背景技术
磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电（5小时率）使用，可达到2000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就1-1.5年时间，而磷酸铁锂电池在同样条件下使用，理论寿命将达到7-8年。综合考虑，性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C，而铅酸电池无此性能。
现有的磷酸铁锂的来源主要有两类，一类来源于自然界的磷铁锂矿，但是自然生成的邻铁锂矿其中磷酸铁锂的含量不高，并且由于杂质的影响其电化学性能也一般；还有一种来源就是人工合成的磷酸铁锂材料，应用于新能源技术的磷酸铁锂材料主要是人工合成的磷酸铁锂材料，人工合成的方法根据反应介质可以分为固相合成和液相合成两种。固相合成需要较高的温度，而且需要在Ar，N2或其他惰性气体气保护的环境下反应，合成成本较高，液相合成的方法也要使用煅烧，合成成本较高，通过废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收可以减少磷酸铁锂的原料成本，但在制备过程中的焙烧工序需要消耗大量燃料，增加了磷酸铁锂的再生成本，且燃烧过程中使用的保护性气体，在焙烧完成后直接排出，也造成了大量保护性气体的浪费，同时由于磷酸铁锂自身的离子电子传导率低，且锂离子在两相之间的扩散系数也较低，造成了材料中锂离子脱嵌的可逆性较差，影响回收后的磷酸亚铁材料的质量。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，它可以实现利用碳基葡萄糖对磷酸铁锂材料进行碳包覆，提高锂离子在两相之间的扩散系数，增大磷酸铁锂正极材料的放电容量，从而提高回收后的磷酸铁锂材料的质量，同时通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，使磷酸铁锂焙烧过程中的保护性气体循环使用，降低磷酸铁锂再生回收的成本消耗。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，包括以下步骤：
步骤一，废旧锂电池拆解，将收集的废旧磷酸铁锂电池拆解，取出正极片，将正极材料与正极片分离；
步骤二，正极材料球磨，将得到的正极材料放置于球磨机内球磨，得到磷铁原料粉末；
步骤三，原料粉末混合，将球磨得到的粉末与导电碳源相混合，并使用搅拌设备进行充分搅拌；
步骤四，混料脱水，将所得到的混合物放置于脱水设备中，在惰性气体保护下，进行长时间脱水；
步骤五，焙烧与熔融浸渍，将脱水后得到的物料，通入焙烧覆碳同步炉内，焙烧并使用焙烧与熔融浸渍法处理，制备得到磷酸铁锂预料；
步骤六，预料干式研磨，将得到的磷酸铁锂预料放入磨机中，进行一定时间的干式研磨，得到磷酸铁锂材料，可以实现利用碳基葡萄糖对磷酸铁锂材料进行碳包覆，提高锂离子在两相之间的扩散系数，增大磷酸铁锂正极材料的放电容量，从而提高回收后的磷酸铁锂材料的质量，同时通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，使磷酸铁锂焙烧过程中的保护性气体循环使用，降低磷酸铁锂再生回收的成本消耗。
进一步的，所述焙烧覆碳同步炉下端固定连接有焙烧加热斗，所述焙烧加热斗上侧设有焙烧熔渣隔网，所述焙烧熔渣隔网左右两端均与焙烧覆碳同步炉内壁固定连接，所述焙烧覆碳同步炉右端固定连接有成品出料管，所述成品出料管内滑动连接有活动阻隔板，所述焙烧覆碳同步炉左端开凿有注料管，所述注料管右侧设有注气孔入管，所述注气孔入管上侧设有热气外排管，所述热气外排管左端与焙烧覆碳同步炉固定连接，所述焙烧覆碳同步炉右壁开凿有中心转孔，所述中心转孔内设有主动转杆，所述主动转杆左端贯穿中心转孔固定连接有支点转轴承，所述支点转轴承与焙烧覆碳同步炉内壁固定连接，所述主动转杆上固定连接有两个翻转储气板，便于使用焙烧覆碳同步炉对通入焙烧覆碳同步炉内的磷酸铁锂进行焙烧，同时进行碳包覆处理，便于提高锂离子在两相之间的扩散系数，增大磷酸铁锂正极材料的放电容量，从而提高回收后的磷酸铁锂材料的质量。
进一步的，所述翻转储气板的两个端面均固定连接有滤气隔网，所述滤气隔网外表面附着多个凸起的尖锐点，通过尖锐点可以实现导流的作用，使得磷酸铁锂进行碳覆盖处理更加均匀，两个所述滤气隔网之间设有多个覆碳储气充盈球，所述覆碳储气充盈球包括外储气凝胶壳体和酶基成型块，所述外储气凝胶壳体和酶基成型块之间连接有多个外耐高温藻基内核，所述酶基成型块内填充有浮标气球，便于通过对焙烧过程中的保护性气体进行收集，使磷酸铁锂焙烧过程中的保护性气体循环使用，降低磷酸铁锂再生回收的成本消耗。
进一步的，所述酶基成型块表层涂有碳源层，所述碳源层上覆盖有热熔胶层，所述碳源层成分包括葡萄糖、马来酸和柠檬酸，便于为碳包覆处理过程中提供碳源。
进一步的，两个所述翻转储气板关于主动转杆中心对称，且翻转储气板截面为扇形，两个所述翻转储气板的相对端面位于同一平面上。
进一步的，所述翻转储气板的其中一个端面的外缘处固定连接有一组导流支点，两组所述导流支点关于主动转杆中心对称，且导流支点远离翻转储气板的端面为尖端，通过导流支点可以有效对融化的碳源层起到导流作用，使得熔化的碳源层能够均匀的摞在混合料上，使得磷酸铁锂进行碳覆盖处理更加均匀。
进一步的，所述滤气隔网规格为四百目的金属滤网，所述滤气隔网丝径为零点零二八，所述滤气隔网的孔径为零点零三六，所述覆碳储气充盈球直径为零点零四六，便于将覆碳储气充盈球限制在翻转储气板内。
进一步的，所述步骤三原料粉末混合过程中，将球磨后的原料粉末与导电碳源混合过程中，施加六百度的温度并始与保护性气体下烧结六至九小时，便于加快导电碳源与原料粉末的烧结。
进一步的，所述步骤四混料脱水过程中，将所得到的混合物放置于脱水设备中，并在惰性气体保护下，于一百至四百摄氏度条件下进行脱水，脱水时间为一至四小时，便于减少水分对混合物中磷酸铁锂提取的影响。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案可以实现利用碳基葡萄糖对磷酸铁锂材料进行碳包覆，提高锂离子在两相之间的扩散系数，增大磷酸铁锂正极材料的放电容量，从而提高回收后的磷酸铁锂材料的质量，同时通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，使磷酸铁锂焙烧过程中的保护性气体循环使用，降低磷酸铁锂再生回收的成本消耗。
（2）焙烧覆碳同步炉下端固定连接有焙烧加热斗，焙烧加热斗上侧设有焙烧熔渣隔网，焙烧熔渣隔网左右两端均与焙烧覆碳同步炉内壁固定连接，焙烧覆碳同步炉右端固定连接有成品出料管，成品出料管内滑动连接有活动阻隔板，焙烧覆碳同步炉左端开凿有注料管，注料管右侧设有注气孔入管，注气孔入管上侧设有热气外排管，热气外排管左端与焙烧覆碳同步炉固定连接，焙烧覆碳同步炉右壁开凿有中心转孔，中心转孔内设有主动转杆，主动转杆左端贯穿中心转孔固定连接有支点转轴承，支点转轴承与焙烧覆碳同步炉内壁固定连接，主动转杆上固定连接有两个翻转储气板，便于使用焙烧覆碳同步炉对通入焙烧覆碳同步炉内的磷酸铁锂进行焙烧，同时进行碳包覆处理，便于提高锂离子在两相之间的扩散系数，增大磷酸铁锂正极材料的放电容量，从而提高回收后的磷酸铁锂材料的质量。
（3）翻转储气板的两个端面均固定连接有滤气隔网，滤气隔网外表面附着多个凸起的尖锐点，通过尖锐点可以实现导流的作用，使得磷酸铁锂进行碳覆盖处理更加均匀，两个滤气隔网之间设有多个覆碳储气充盈球，覆碳储气充盈球包括外储气凝胶壳体和酶基成型块，外储气凝胶壳体和酶基成型块之间连接有多个外耐高温藻基内核，酶基成型块内填充有浮标气球，便于通过对焙烧过程中的保护性气体进行收集，使磷酸铁锂焙烧过程中的保护性气体循环使用，降低磷酸铁锂再生回收的成本消耗。
（4）酶基成型块表层涂有碳源层，碳源层上覆盖有热熔胶层，碳源层成分包括葡萄糖、马来酸和柠檬酸，便于为碳包覆处理过程中提供碳源。
（5）两个翻转储气板关于主动转杆中心对称，且翻转储气板截面为扇形，两个翻转储气板的相对端面位于同一平面上。
（6）翻转储气板的其中一个端面的外缘处固定连接有一组导流支点，两组导流支点关于主动转杆中心对称，且导流支点远离翻转储气板的端面为尖端，通过导流支点可以有效对融化的碳源层起到导流作用，使得熔化的碳源层能够均匀的摞在混合料上，使得磷酸铁锂进行碳覆盖处理更加均匀。
（7）滤气隔网规格为四百目的金属滤网，滤气隔网丝径为零点零二八，滤气隔网的孔径为零点零三六，覆碳储气充盈球直径为零点零四六，便于将覆碳储气充盈球限制在翻转储气板内。
（8）步骤三原料粉末混合过程中，将球磨后的原料粉末与导电碳源混合过程中，施加六百度的温度并始与保护性气体下烧结六至九小时，便于加快导电碳源与原料粉末的烧结。
（9）步骤四混料脱水过程中，将所得到的混合物放置于脱水设备中，并在惰性气体保护下，于一百至四百摄氏度条件下进行脱水，脱水时间为一至四小时，便于减少水分对混合物中磷酸铁锂提取的影响。
附图说明
图1为本发明的主要工序流程图；
图2为本发明焙烧覆碳同步炉部分的结构示意图；
图3为本发明翻转储气板部分侧面的结构示意图；
图4为本发明翻转储气板部分立体的结构示意图；
图5为本发明覆碳储气充盈球部分的结构示意图；
图6为本发明覆碳储气充盈球内部的部分的结构示意图。
图中标号说明：
1焙烧覆碳同步炉、2焙烧加热斗、3焙烧熔渣隔网、4成品出料管、5活动阻隔板、6注料管、7注气孔入管、8主动转杆、9翻转储气板、10热气外排管、11导流支点、13外储气凝胶壳体、14耐高温藻基内核、15酶基成型块、16浮标气球、17覆碳储气充盈球。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-3，一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，包括以下步骤：
步骤一，废旧锂电池拆解，将收集的废旧磷酸铁锂电池拆解，取出正极片，将正极材料与正极片分离；
步骤二，正极材料球磨，将得到的正极材料放置于球磨机内球磨，得到磷铁原料粉末；
步骤三，原料粉末混合，将球磨得到的粉末与导电碳源相混合，并使用搅拌设备进行充分搅拌，将原料粉末与导电碳源相混合，使用搅拌设备对原料粉末与导电碳源混合的同时，使用超声发生器对混合料进行处理，便于增强原料粉末与导电碳源的混合效果；
步骤四，混料脱水，将所得到的混合物放置于脱水设备中，在惰性气体保护下，进行长时间脱水；
步骤五，焙烧与熔融浸渍：将脱水后得到的物料，通入焙烧覆碳同步炉1内，焙烧并使用焙烧与熔融浸渍法处理，制备得到磷酸铁锂预料；
步骤六，预料干式研磨：将得到的磷酸铁锂预料放入磨机中，进行一定时间的干式研磨，得到磷酸铁锂材料。
步骤一废旧锂电池拆解过程中，将废旧的磷酸铁锂电池拆解后，加水或有机溶剂浸泡，过滤干燥得正极材料，便于减少磷酸铁锂电池中的杂质。
滤气隔网规格为四百目的金属滤网，滤气隔网丝径为零点零二八，滤气隔网的孔径为零点零三六，覆碳储气充盈球17直径为零点零四六，便于将覆碳储气充盈球17限制在翻转储气板9内。
步骤三原料粉末混合过程中，将球磨后的原料粉末与导电碳源混合过程中，施加六百度的温度并始与保护性气体下烧结六至九小时，便于加快导电碳源与原料粉末的烧结。
步骤四混料脱水过程中，将所得到的混合物放置于脱水设备中，并在惰性气体保护下，于一百至四百摄氏度条件下进行脱水，脱水时间为一至四小时，便于减少水分对混合物中磷酸铁锂提取的影响。
请参阅图2，焙烧覆碳同步炉1下端固定连接有焙烧加热斗2，焙烧加热斗2通过加热实现对添加入焙烧覆碳同步炉1内的混合料进行焙烧，焙烧加热斗2上侧设有焙烧熔渣隔网3，焙烧熔渣隔网3左右两端均与焙烧覆碳同步炉1内壁固定连接，焙烧覆碳同步炉1右端固定连接有成品出料管4，成品出料管4内滑动连接有活动阻隔板5，使用成品出料管4将焙烧后的熔渣掏出，焙烧覆碳同步炉1左端开凿有注料管6，通过注料管6向焙烧覆碳同步炉1内的焙烧熔渣隔网3上添加混合料，注料管6右侧设有注气孔入管7，通过注气孔入管7向焙烧覆碳同步炉1内通入惰性气体，注气孔入管7上侧设有热气外排管10，热气外排管10左端与焙烧覆碳同步炉1固定连接，焙烧覆碳同步炉1右壁开凿有中心转孔，中心转孔内设有主动转杆8，主动转杆8左端贯穿中心转孔固定连接有支点转轴承，支点转轴承与焙烧覆碳同步炉1内壁固定连接，主动转杆8上固定连接有两个翻转储气板9，主动转杆8具有自锁的限位功能，单次转动90°可以进行定位。
请参阅图3，两个翻转储气板9关于主动转杆8中心对称，且翻转储气板9截面为扇形，两个翻转储气板9的相对端面位于同一平面上，翻转储气板9的其中一个端面的外缘处固定连接有一组导流支点11，两组导流支点11关于主动转杆8中心对称，且导流支点11远离翻转储气板9的端面为尖端，通过导流支点11可以有效对融化的碳源层起到导流作用，使得熔化的碳源层能够均匀的摞在混合料上，使得磷酸铁锂进行碳覆盖处理更加均匀，主动转杆8转动带动翻转储气板9的转动，从而对翻转储气板9内的覆碳储气充盈球17进行翻转调节，便于使用焙烧覆碳同步炉1对通入焙烧覆碳同步炉1内的磷酸铁锂进行焙烧。
请参阅图3-4，翻转储气板9的两个端面均固定连接有滤气隔网，滤气隔网外表面附着多个凸起的尖锐点，通过尖锐点可以实现导流的作用，使得磷酸铁锂进行碳覆盖处理更加均匀，请参阅图5-6，两个滤气隔网之间设有多个覆碳储气充盈球17，覆碳储气充盈球17包括外储气凝胶壳体13和酶基成型块15，外储气凝胶壳体13和酶基成型块15之间连接有多个外耐高温藻基内核14，酶基成型块15内填充有浮标气球16，覆碳储气充盈球17正常状态在翻转储气板9内处于悬浮状态，即覆碳储气充盈球17上端与翻转储气板9上端的滤气隔网接触，在焙烧覆碳同步炉1下端焙烧加热斗2进行焙烧后，通过注气孔入管7填充至翻转储气板9与焙烧熔渣隔网3之间的惰性气体逐渐上浮，覆碳储气充盈球17上的外储气凝胶壳体13对惰性气体进行吸附，并在粘附较多惰性气体后下沉，覆碳储气充盈球17下端与翻转储气板9下端的透气滤网接触，翻转储气板9下端的透气滤网经焙烧加热斗2加热后，再与覆碳储气充盈球17接触后，使覆碳储气充盈球17内酶基成型块15表面粘附的碳源层融化，并滴落至焙烧熔渣隔网3上的混合料上，从而对磷酸铁锂进行碳覆盖处理，从而实现利用碳基葡萄糖对磷酸铁锂材料进行碳包覆，提高锂离子在两相之间的扩散系数，增大磷酸铁锂正极材料的放电容量，从而提高回收后的磷酸铁锂材料的质量，同时通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，使磷酸铁锂焙烧过程中的保护性气体循环使用，降低磷酸铁锂再生回收的成本消耗。
酶基成型块15表层涂有碳源层，碳源层上覆盖有热熔胶层，碳源层成分包括葡萄糖、马来酸和柠檬酸，便于为碳包覆处理过程中提供碳源。
本发明可以实现在使用过程中通过，使覆碳储气充盈球17内酶基成型块15表面粘附的碳源层融化，并滴落至焙烧熔渣隔网3上的混合料上，从而对磷酸铁锂进行碳覆盖处理，从而实现利用碳基葡萄糖对磷酸铁锂材料进行碳包覆，提高锂离子在两相之间的扩散系数，增大磷酸铁锂正极材料的放电容量，从而提高回收后的磷酸铁锂材料的质量，同时通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，使磷酸铁锂焙烧过程中的保护性气体循环使用，降低磷酸铁锂再生回收的成本消耗。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，废旧锂电池拆解，将收集的废旧磷酸铁锂电池拆解，取出正极片，将正极材料与正极片分离；
步骤二，正极材料球磨，将得到的正极材料放置于球磨机内球磨，得到磷铁原料粉末；
步骤三，原料粉末混合，将球磨得到的粉末与导电碳源相混合，并使用搅拌设备进行充分搅拌；
步骤四，混料脱水，将所得到的混合物放置于脱水设备中，在惰性气体保护下，进行长时间脱水；
步骤五，焙烧与熔融浸渍，将脱水后得到的物料，通入焙烧覆碳同步炉（1）内，焙烧并使用焙烧与熔融浸渍法处理，制备得到磷酸铁锂预料；
步骤六，预料干式研磨，将得到的磷酸铁锂预料放入磨机中，进行一定时间的干式研磨，得到磷酸铁锂材料。
2.根据权利要求1所述的一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，其特征在于：所述焙烧覆碳同步炉（1）下端固定连接有焙烧加热斗（2），所述焙烧加热斗（2）上侧设有焙烧熔渣隔网（3），所述焙烧熔渣隔网（3）左右两端均与焙烧覆碳同步炉（1）内壁固定连接，所述焙烧覆碳同步炉（1）右端固定连接有成品出料管（4），所述成品出料管（4）内滑动连接有活动阻隔板（5），所述焙烧覆碳同步炉（1）左端开凿有注料管（6），所述注料管（6）右侧设有注气孔入管（7），所述注气孔入管（7）上侧设有热气外排管（10），所述热气外排管（10）左端与焙烧覆碳同步炉（1）固定连接，所述焙烧覆碳同步炉（1）右壁开凿有中心转孔，所述中心转孔内设有主动转杆（8），所述主动转杆（8）左端贯穿中心转孔固定连接有支点转轴承，所述支点转轴承与焙烧覆碳同步炉（1）内壁固定连接，所述主动转杆（8）上固定连接有两个翻转储气板（9）。
3.根据权利要求2所述的一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，其特征在于：所述翻转储气板（9）的两个端面均固定连接有滤气隔网，所述滤气隔网外表面附着多个凸起的尖锐点，两个所述滤气隔网之间设有多个覆碳储气充盈球（17）。
4.根据权利要求2所述的一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，其特征在于：所述覆碳储气充盈球（17）包括外储气凝胶壳体（13）和酶基成型块（15），所述外储气凝胶壳体（13）和酶基成型块（15）之间连接有多个外耐高温藻基内核（14），所述外储气凝胶壳体（13）和酶基成型块（15）通过外耐高温藻基内核（14）固定连接，所述酶基成型块（15）内填充有浮标气球（16）。
5.根据权利要求3所述的一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，其特征在于：所述酶基成型块（15）表层涂有碳源层，所述碳源层上覆盖有热熔胶层，所述碳源层成分包括葡萄糖、马来酸和柠檬酸。
6.根据权利要求1所述的一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，其特征在于：两个所述翻转储气板（9）关于主动转杆（8）中心对称，且翻转储气板（9）截面为扇形，两个所述翻转储气板（9）的相对端面位于同一平面上。
7.根据权利要求6所述的一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，其特征在于：所述翻转储气板（9）的其中一个端面的外缘处固定连接有一组导流支点（11），两组所述导流支点（11）关于主动转杆（8）中心对称，且导流支点（11）远离翻转储气板（9）的端面为尖端。
8.根据权利要求3所述的一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，其特征在于：所述滤气隔网规格为四百目的金属滤网，所述滤气隔网丝径为零点零二八，所述滤气隔网的孔径为零点零三六，所述覆碳储气充盈球（17）直径为零点零四六。
9.根据权利要求1所述的一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，其特征在于：所述步骤三原料粉末混合过程中，将球磨后的原料粉末与导电碳源混合过程中，施加六百度的温度并始与保护性气体下烧结六至九小时。
10.根据权利要求1所述的一种节能型再生磷酸铁锂的成套焙烧工艺，其特征在于：所述步骤四混料脱水过程中，将所得到的混合物放置于脱水设备中，并在惰性气体保护下，于一百至四百摄氏度条件下进行脱水，脱水时间为一至四小时。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111430830A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-07-17 | 中南大学 | 一种基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102709620A (zh) * | 2012-05-23 | 2012-10-03 | 浙江大学 | 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的再生利用的方法 |
| CN203699917U (zh) * | 2014-03-06 | 2014-07-09 | 江西省金锂科技有限公司 | 一种磷酸铁锂材料二次焙烧窑炉装置 |
| CN107785571A (zh) * | 2016-08-30 | 2018-03-09 | 深圳市沃特玛电池有限公司 | 一种磷酸铁锂电池正极材料回收再利用的方法 |
| CN108772171A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-11-09 | 郑州创客科技有限公司 | 一种新能源锂电池材料生产用高效研磨装置 |
| CN109256595A (zh) * | 2018-08-06 | 2019-01-22 | 株洲冶炼集团股份有限公司 | 一种磷酸铁锂废粉火法直接修复制备电池级磷酸铁锂的方法 |
| CN109761289A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-17 | 启东市北新无机化工有限公司 | 一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺 |
| CN110112481A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-09 | 北京科技大学 | 废旧磷酸铁锂电池循环利用制备磷酸铁锂正极材料的方法 |
| CN110201848A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-09-06 | 深圳市倍特力电池有限公司 | 锂离子电池的极片补锂系统 |
-
2019
- 2019-10-15 CN CN201910976044.0A patent/CN110562948B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102709620A (zh) * | 2012-05-23 | 2012-10-03 | 浙江大学 | 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的再生利用的方法 |
| CN203699917U (zh) * | 2014-03-06 | 2014-07-09 | 江西省金锂科技有限公司 | 一种磷酸铁锂材料二次焙烧窑炉装置 |
| CN107785571A (zh) * | 2016-08-30 | 2018-03-09 | 深圳市沃特玛电池有限公司 | 一种磷酸铁锂电池正极材料回收再利用的方法 |
| CN108772171A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-11-09 | 郑州创客科技有限公司 | 一种新能源锂电池材料生产用高效研磨装置 |
| CN109256595A (zh) * | 2018-08-06 | 2019-01-22 | 株洲冶炼集团股份有限公司 | 一种磷酸铁锂废粉火法直接修复制备电池级磷酸铁锂的方法 |
| CN109761289A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-17 | 启东市北新无机化工有限公司 | 一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺 |
| CN110112481A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-09 | 北京科技大学 | 废旧磷酸铁锂电池循环利用制备磷酸铁锂正极材料的方法 |
| CN110201848A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-09-06 | 深圳市倍特力电池有限公司 | 锂离子电池的极片补锂系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111430830A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-07-17 | 中南大学 | 一种基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法 |
| CN111430830B (zh) * | 2020-03-11 | 2021-07-27 | 中南大学 | 一种基于熔盐体系的废旧锂电池正极中有价组分回收方法 |
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