CN114744165A - 一种聚阴离子型正极材料的制备方法 - Google Patents

一种聚阴离子型正极材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114744165A
CN114744165A CN202210154339.1A CN202210154339A CN114744165A CN 114744165 A CN114744165 A CN 114744165A CN 202210154339 A CN202210154339 A CN 202210154339A CN 114744165 A CN114744165 A CN 114744165A
Authority
CN
China
Prior art keywords
precipitate
sodium
solution
positive electrode
iron
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.)
Pending
Application number
CN202210154339.1A
Other languages
English (en)
Inventor
余海军
谢英豪
李爱霞
张学梅
李长东
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.)
Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd
Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd
Hunan Bangpu Automobile Circulation Co Ltd
Original Assignee
Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd
Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd
Hunan Bangpu Automobile Circulation 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 Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd, Guangdong Brunp Recycling Technology Co Ltd, Hunan Bangpu Automobile Circulation Co Ltd filed Critical Hunan Brunp Recycling Technology Co Ltd
Priority to CN202210154339.1A priority Critical patent/CN114744165A/zh
Publication of CN114744165A publication Critical patent/CN114744165A/zh
Priority to PCT/CN2022/135993 priority patent/WO2023155544A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • 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
    • H01M10/054—Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
    • 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
    • H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
    • 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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • 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
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • 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
    • 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
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells

Landscapes

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

Abstract

本发明属于储能材料技术领域，公开了一种聚阴离子型正极材料的制备方法。该制备方法包括将磷酸铁锂电池破碎，酸液浸泡，分离得到浸出液；然后除去浸出液中的铜和调节磷、铁和铝元素的含量；再经氧化后，调节pH值为1.8‑2.8进行共沉淀；最后将沉淀物煅烧和采用碱液浸泡去铝后，与钠源、碳源混合烧结，制得聚阴离子型正极材料。该制备方法通过对废旧磷酸铁锂电池进行回收，制备出聚阴离子型正极材料，其能够应用于二次钠离子电池，使得废旧电池中的资源得到再利用，有利于节约资源和环境保护。该方法有利于钠离子及碳元素的嵌入，提高材料的比容量及导电性。

Description

一种聚阴离子型正极材料的制备方法
技术领域
本发明属于储能材料技术领域，具体涉及一种聚阴离子型正极材料的制备方法。
背景技术
随着电动汽车的兴起，动力电池的需求越来越大。其中，磷酸铁锂电池是重要的动力电池之一。但是随着电动汽车的使用和消耗，退役电池的量也会日益增加，尤其是在多年后将面临大量磷酸铁锂电池的退役。若大量退役动力磷酸铁锂电池无法得到妥善回收和利用，不仅浪费资源，还将带来环境污染等问题。因此，如何更好地处理退役的磷酸铁锂电池成为行业亟需解决的问题。
地球上锂资源非常有限，随着锂资源愈发紧张，储量丰富的钠进入了人们的视野，钠与锂位于同一主族，具有相似的化学性质，且钠元素在地壳中的含量远远高于锂，所以，钠离子电池是一种非常有前景的二次电池。目前，常见的钠离子电池正极材料主要包括有层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、聚阴离子化合物、隧道型氧化物等。聚阴离子型化合物主要有过渡金属(焦)磷酸盐，氟磷酸盐等，其中，聚阴离子型磷酸盐材料由于其结构稳定和较高的工作电压，可能成为理想的钠离子电池正极材料之一。将废旧锂电池回收后制备钠离子电池，是一个极具发展前景的方向。
因此，亟需提供一种回收方法，能够回收利用磷酸铁锂电池，将其制备成性能优异的钠离子电池正极材料。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种聚阴离子型正极材料的制备方法，对废旧磷酸铁锂电池进行回收，制备出聚阴离子型正极材料，其能够应用于二次电池，使得废旧电池中的资源得到再利用，有利于节约资源和环境保护。
本发明第一方面提供了一种聚阴离子型正极材料的制备方法。
具体的，一种聚阴离子型正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将磷酸铁锂电池破碎成电池粉，加入酸液浸泡，然后固液分离得到浸出液；
(2)除去步骤(1)制备的浸出液中的铜，然后调节所述浸出液中磷、铁和铝元素的含量，得到调整液；
(3)向步骤(2)制备的调整液中加入氧化剂后，然后调节pH值为1.8-2.8，再固液分离得到沉淀物；
(4)煅烧步骤(3)制备的沉淀物，然后采用碱液浸泡；再将浸泡后的沉淀物与钠源、碳源混合，干燥，烧结，制得所述聚阴离子型正极材料。
优选的，在步骤(1)中，所述酸液选自硫酸、盐酸或磷酸中的至少一种。
优选的，在步骤(1)中，所述酸液的质量浓度为10％-50％；进一步优选的，所述酸液的质量浓度为20％-40％。
优选的，在步骤(1)中，所述酸液与所述电池粉的固液比为1-10mL：1g；进一步优选的，在步骤(1)中，所述酸液与所述电池粉的固液比为2-5mL：1g。
优选的，在步骤(1)中，所述浸泡的温度为30-100℃；所述浸泡的时间为1-10小时；进一步优选的，在步骤(1)中，所述浸泡的温度为40-90℃；所述浸泡的时间为2-8小时。
优选的，在步骤(2)中，所述除去步骤(1)制备的浸出液中的铜的方法为向所述浸出液中加入除铜剂。
优选的，所述除铜剂为铁粉和/或铝粉。
优选的，在步骤(2)中，通过加入铝盐、磷酸盐、可溶性的三价铁盐调节所述浸出液中磷、铁和铝元素的含量。
优选的，在步骤(2)所述调整液中铁元素、铝元素与磷元素的物质的量的比为x：y：(1.0-1.1)，其中x+y＝1，x＞0，y＞0。
优选的，在步骤(3)中，所述氧化剂选自过氧化氢、氧气、氯气、氯酸钠或次氯酸中的至少一种。
优选的，在步骤(3)中，所述调节pH值的过程为在75-95℃的温度下调节pH值为2.0-2.5。若pH值过低，将无法完全沉淀；而pH值过高，则会有氢氧化物生成。
优选的，在步骤(3)中，经过所述固液分离还得到分离液，所述分离液为含锂溶液。所述分离液可进一步提纯，制备锂盐，使锂得到回收，解决锂资源紧张的问题。
优选的，在步骤(4)中，所述煅烧的温度为500-800℃，所述煅烧的时间为3-6h。
优选的，在步骤(4)中，所述碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
优选的，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.05-4.0mol/L；进一步优选的，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1-1.0mol/L。如选择0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0mol/L。采用氢氧化钠溶液处理沉淀，其中磷酸铝在氢氧化钠溶液中溶解，生成四羟基合铝酸钠和磷酸钠。若氢氧化钠的浓度太低会导致反应慢，效率低；若浓度过高，则容易导致磷酸铁转型为氢氧化铁。
优选的，在步骤(4)中，所述浸泡的时间为0.1-3.0h；进一步优选的，在步骤(4)中，所述浸泡的时间为0.1-2.0h。
优选的，在步骤(4)中，在所述混合的过程中还加入了水。
优选的，在步骤(4)中，所述钠源选自碳酸钠、醋酸钠或草酸钠中的至少一种。
优选的，在步骤(4)中，所述碳源选自葡萄糖、柠檬酸、草酸、乳糖或半乳糖中的至少一种。
优选的，在步骤(4)中，所述钠源中的钠元素与所述沉淀物中的磷元素的物质的量的比为(0.1-1.5)：1；进一步优选的，在步骤(4)中，所述钠源中的钠元素与所述沉淀物中的磷元素的物质的量的比为(0.3-1)：1。
优选的，在步骤(4)中，所述碳源与所述沉淀物中磷元素的物质的量的为(0.5-3)：1；进一步优选的，在步骤(4)中，所述碳源与沉淀物中磷元素的物质的量的比为1-2：1。
优选的，在步骤(4)中，所述烧结的过程为在保护气氛下，于500-700℃下烧结5-10小时；进一步优选的，在步骤(4)中，所述烧结的过程为在保护气氛下，于550-650℃下烧结6-10小时。
优选的，所述制备方法所制备的聚阴离子型正极材料为聚阴离子型钠离子电池正极材料。
本发明第二方面提供了一种聚阴离子型正极材料的制备方法的应用。
具体的，一种聚阴离子型正极材料的制备方法在制备电池中的应用。
优选的，所述电池为钠离子电池。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明通过对废旧磷酸铁锂电池进行回收，制备出聚阴离子型正极材料，其能够应用于二次电池，使得废旧电池中的资源得到再利用，有利于节约资源和环境保护。
(2)本发明提供的聚阴离子型正极材料的制备方法，通过对废旧磷酸铁锂电池破碎、酸解、去铜、调节元素含量、氧化后；调节pH值至1.8-2.8，在使铁生成磷酸铁的同时，铝以磷酸铝的形式与磷酸铁进行共沉淀，沉淀物的晶体结构中铁铝实现均匀共混；然后将沉淀物煅烧，采用碱液(氢氧化钠)浸泡去铝，使晶体中的铝以四羟基合铝酸钠的形式溶解于溶液中，从而得到原子空位，利于后续与钠源、碳源烧结时，钠离子及碳元素的嵌入，进一步提高材料的比容量及导电性，从而解决了钠离子半径较大，制备正极材料时较难脱嵌的问题。
(3)本发明提供的聚阴离子型正极材料的制备方法不同于其他电池回收工艺和正极材料制备方法，在将酸解得到的浸出液中，无需先除去铝，而是将其进行有价值的利用。先将铝与铁共沉混匀，再除去铝得到原子空位，利于后续钠离子及碳元素的嵌入。
附图说明
图1为实施例1制得聚阴离子型正极材料的工艺流程图；
图2为实施例1制得的聚阴离子型正极材料的SEM图。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
一种聚阴离子型正极材料的制备方法，聚阴离子型正极材料由废旧锂电池制备得到，其工艺流程图如图1所示，包括如下步骤：
(1)将磷酸铁锂电池破碎后收集电池粉，然后按照液固比为2mL:1g，向收集的电池粉中加入质量浓度为40％的硫酸溶液，浸泡8小时，浸泡时控制温度为40℃；待电池粉与硫酸溶液反应结束后，过滤，固液分离得到浸出液和浸出渣；
(2)向浸出液中加入铁粉，过滤后得到除铜后液；然后检测除铜后液中磷、铁、铝元素的含量，并加入可溶性的三价铁盐、铝盐、磷酸盐调节至铁、铝和磷的物质的量的比为0.95：0.05：(1.0-1.1)，得到调整液；
(3)向调整液中加入过氧化氢，并控制温度75-95℃，缓慢加入氢氧化钠溶液调节pH值至2.3，产生沉淀；然后将沉淀过滤，固液分离后得到沉淀物；
(4)将沉淀物在550℃下煅烧6h，再置于浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡2.0h；然后按照葡萄糖、碳酸钠与沉淀物中的磷元素的物质的量的比为1:0.5:1，将浸泡后的沉淀物与碳酸钠、葡萄糖加入去离子水中，在混合搅拌缸里面充分混合、搅拌，再经喷雾干燥后在氮气气氛、550℃下烧结10小时，粉碎，即得化学式为NaFePO4/C聚阴离子型正极材料。实施例1制得的聚阴离子型正极材料的SEM图如图2所示。
该正极材料主要用于钠离子电池。
实施例2
一种聚阴离子型正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将磷酸铁锂电池破碎后收集电池粉，然后按照液固比为3mL:1g，向收集的电池粉中加入质量浓度为25％的硫酸溶液，浸泡6小时，浸泡时控制温度为50℃；待电池粉与硫酸溶液反应结束后，过滤，固液分离得到浸出液和浸出渣；
(2)向浸出液中加入铁粉，过滤后得到除铜后液；然后检测除铜后液中磷、铁、铝元素的含量，并加入可溶性的三价铁盐、铝盐、磷酸盐调节至铁、铝和磷的物质的量的比为0.90：0.1：1.0，得到调整液；
(3)向调整液中加入氯酸钠，并控制温度75-95℃，缓慢加入氢氧化钠溶液调节pH值至2.5，产生沉淀；然后将沉淀过滤，固液分离后得到沉淀物；
(4)将沉淀物在680℃下煅烧5h，再置于浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡1.0h；然后按照葡萄糖、醋酸钠与沉淀物中的磷元素的物质的量的比为1:1:1，将浸泡后的沉淀物与醋酸钠、葡萄糖加入去离子水中，在混合搅拌缸里面充分混合、搅拌，再经喷雾干燥后在惰性气氛、580℃下烧结9小时，粉碎，即得化学式为NaFePO4/C聚阴离子型正极材料。该正极材料主要用于钠离子电池。
实施例3
一种聚阴离子型正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将磷酸铁锂电池破碎后收集电池粉，然后按照液固比为5mL:1g，向收集的电池粉中加入质量浓度为20％的硫酸溶液，浸泡2小时，浸泡时控制温度为90℃；待电池粉与硫酸溶液反应结束后，过滤，固液分离得到浸出液和浸出渣；
(2)向浸出液中加入铁粉，过滤后得到除铜后液；然后检测除铜后液中磷、铁、铝元素的含量，并加入可溶性的三价铁盐、铝盐、磷酸盐调节至铁、铝和磷的物质的量的比为0.93：0.07：1.0，得到调整液；
(3)向调整液中加入次氯酸，并控制温度75-95℃，缓慢加入氢氧化钠溶液调节pH值至2.2，产生沉淀；然后将沉淀过滤，固液分离后得到沉淀物；
(4)将沉淀物在800℃下煅烧3h，再置于浓度为1.0mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡0.1h；然后按照草酸、草酸钠与沉淀物中的磷元素的物质的量的比为1:0.5:1，将浸泡后的沉淀物与草酸、草酸钠加入去离子水中，在混合搅拌缸里面充分混合、搅拌，再经喷雾干燥后在惰性气氛、650℃下烧结6小时，粉碎，即得化学式为NaFePO4/C聚阴离子型正极材料。该正极材料主要用于钠离子电池。
实施例4
一种聚阴离子型正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将磷酸铁锂电池破碎后收集电池粉，然后按照液固比为3mL:1g，向收集的电池粉中加入质量浓度为30％的硫酸溶液，浸泡2小时，浸泡时控制温度为90℃；待电池粉与硫酸溶液反应结束后，过滤，固液分离得到浸出液和浸出渣；
(2)向浸出液中加入铁粉，过滤后得到除铜后液；然后检测除铜后液中磷、铁、铝元素的含量，并加入可溶性的三价铁盐、铝盐、磷酸盐调节至铁、铝和磷的物质的量的比为0.96：0.04：1.1，得到调整液；
(3)向调整液中加入氯气，并控制温度75-95℃，缓慢加入氢氧化钠溶液调节pH值至2.3，产生沉淀；然后将沉淀过滤，固液分离后得到沉淀物；
(4)将沉淀物在600℃下煅烧5h，再置于浓度为0.2mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡0.1h；然后按照葡萄糖、醋酸钠与沉淀物中的磷元素的物质的量的比为1：0.7：1，将浸泡后的沉淀物与葡萄糖、醋酸钠加入去离子水中，在混合搅拌缸里面充分混合、搅拌，再经喷雾干燥后在惰性气氛、650℃下烧结7小时，粉碎，即得化学式为Na0.7FePO4/C聚阴离子型正极材料。该正极材料主要用于钠离子电池。
实施例5
一种聚阴离子型正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将磷酸铁锂电池破碎后收集电池粉，然后按照液固比为4mL:1g，向收集的电池粉中加入质量浓度为20％的硫酸溶液，浸泡4小时，浸泡时控制温度为60℃；待电池粉与硫酸溶液反应结束后，过滤，固液分离得到浸出液和浸出渣；
(2)向浸出液中加入铁粉，过滤后得到除铜后液；然后检测除铜后液中磷、铁、铝元素的含量，并加入可溶性的三价铁盐、铝盐、磷酸盐调节至铁、铝和磷的物质的量的比为0.98：0.02：1.1，得到调整液；
(3)向调整液中加入次氯酸，并控制温度75-95℃，缓慢加入氢氧化钠溶液调节pH值至2.5，产生沉淀；然后将沉淀过滤，固液分离后得到沉淀物；
(4)将沉淀物在550℃下煅烧6h，再置于浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡0.1h；然后按照乳酸、碳酸钠与沉淀物中的磷元素的物质的量的比为1：0.33：1，将浸泡后的沉淀物与乳酸、碳酸钠加入去离子水中，在混合搅拌缸里面充分混合、搅拌，再经喷雾干燥后在惰性气氛、650℃下烧结10小时，粉碎，即得化学式为Na0.66FePO4/C聚阴离子型正极材料。该正极材料主要用于钠离子电池。
对比例1-5
对比例1-5全部采用常规的固相法制备磷酸铁钠聚阴离子型正极材料，分别依次对应实施例1-5，分别按照实施例1-5中所得磷酸铁钠的钠、铁、钒、磷以及碳源的摩尔比，取碳源、钠源、磷源、铁源，混合后，在与对应实施例相同条件下煅烧，得到相同化学式的磷酸铁钠聚阴离子型正极材料。
产品效果测试
分别取实施例1-5和对比例1-5制得的磷酸铁钠聚阴离子型正极材料，以N-甲基吡咯烷酮为溶剂，按照质量比8︰1︰1的比例将磷酸铁钠聚阴离子型正极材料与乙炔黑、PVDF混合均匀，涂覆于铝箔上，经60-80℃鼓风干燥8h后，于100-120℃真空干燥12h。制得磷酸铁钠正极极片。在氩气保护的手套箱中，以金属钠片作为对电极负极，1mol/L的NaPF6为电解液，装配制成CR2032扣式电池。将各CR2032扣式电池在25℃下测试倍率性能，按(1C＝155mAhg-1)设置倍率，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003509862140000071
Figure BDA0003509862140000081
由表1可知，利用本发明所制备的聚阴离子型正极材料组装电池，得到的电池具有良好的性能，明显优于采用固相法制备的磷酸铁钠聚阴离子型正极材料。

Claims (10)

1.一种聚阴离子型正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将磷酸铁锂电池破碎成电池粉，加入酸液浸泡，然后固液分离得到浸出液；
(2)除去步骤(1)制备的浸出液中的铜，然后调节所述浸出液中磷、铁和铝元素的含量，得到调整液；
(3)向步骤(2)制备的调整液中加入氧化剂，然后调节pH值为1.8-2.8，再固液分离得到沉淀物；
(4)煅烧步骤(3)制备的沉淀物，然后采用碱液浸泡；再将浸泡后的沉淀物与钠源、碳源混合，干燥，烧结，制得所述聚阴离子型正极材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述除去步骤(1)制备的浸出液中的铜的方法为向所述浸出液中加入除铜剂；优选的，所述除铜剂为铁粉和/或铝粉。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)所述调整液中铁元素、铝元素与磷元素的物质的量的比为x：y：(1.0-1.1)，其中x+y＝1，x＞0，y＞0。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述调节pH值的过程为在75-95℃的温度下调节pH值至2.0-2.5。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述煅烧的温度为500-800℃，所述煅烧的时间为3-6h。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述碱液为氢氧化钠溶液和/氢氧化钾；优选的，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.05-4.0mol/L。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述浸泡的时间为0.1-3.0h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述钠源中的钠元素与所述沉淀物中的磷元素的物质的量的比为(0.1-1.5)：1。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述碳源与所述沉淀物中磷元素的物质的量的比为(0.5-3)：1。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述烧结的过程为在保护气氛下，于500-700℃下烧结5-10小时。
CN202210154339.1A 2022-02-18 2022-02-18 一种聚阴离子型正极材料的制备方法 Pending CN114744165A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210154339.1A CN114744165A (zh) 2022-02-18 2022-02-18 一种聚阴离子型正极材料的制备方法
PCT/CN2022/135993 WO2023155544A1 (zh) 2022-02-18 2022-12-01 一种聚阴离子型正极材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210154339.1A CN114744165A (zh) 2022-02-18 2022-02-18 一种聚阴离子型正极材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114744165A true CN114744165A (zh) 2022-07-12

Family

ID=82274415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210154339.1A Pending CN114744165A (zh) 2022-02-18 2022-02-18 一种聚阴离子型正极材料的制备方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114744165A (zh)
WO (1) WO2023155544A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116495716A (zh) * 2023-06-26 2023-07-28 南昌大学 利用废旧磷酸铁锂制备钠离子电池正极材料的方法
WO2023155544A1 (zh) * 2022-02-18 2023-08-24 广东邦普循环科技有限公司 一种聚阴离子型正极材料的制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109721043B (zh) * 2018-12-29 2021-09-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种回收制备磷酸铁锂正极材料的方法
CN113285135A (zh) * 2021-05-07 2021-08-20 宁夏百川新材料有限公司 一种废旧磷酸铁锂电池多组分回收利用的方法
CN113735087B (zh) * 2021-08-25 2024-02-06 金川集团股份有限公司 一种废旧磷酸铁锂电池正极物料回收的方法
CN113942987A (zh) * 2021-10-25 2022-01-18 骆驼集团资源循环襄阳有限公司 一种制备磷酸铁前驱体及磷酸铁锂正极材料的方法
CN114744165A (zh) * 2022-02-18 2022-07-12 广东邦普循环科技有限公司 一种聚阴离子型正极材料的制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023155544A1 (zh) * 2022-02-18 2023-08-24 广东邦普循环科技有限公司 一种聚阴离子型正极材料的制备方法
CN116495716A (zh) * 2023-06-26 2023-07-28 南昌大学 利用废旧磷酸铁锂制备钠离子电池正极材料的方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023155544A1 (zh) 2023-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11542175B2 (en) Processes for preparing hydroxides and oxides of various metals and derivatives thereof
US20220242746A1 (en) Processes for preparing hydroxides and oxides of various metals and derivatives thereof
CN111270072B (zh) 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收利用方法
WO2023155539A1 (zh) 一种磷酸钒铁钠材料的制备方法及其应用
CN100376474C (zh) 用于制备碱金属***化合物的方法、含有该化合物的活性材料及包括该活性材料的装置
WO2023155544A1 (zh) 一种聚阴离子型正极材料的制备方法
CN112174106A (zh) 一种电池级磷酸铁及其制备方法
CN104743537A (zh) 一种高倍率的磷酸铁锂/碳复合正极材料的制备方法
Shaju et al. Layered manganese oxide with O2 structure, Li (2/3)+ x (Ni1/3Mn2/3) O2 as cathode for Li-ion batteries
CN112875670A (zh) 一种回收废弃钒尾渣制备钠离子电池正极材料的方法
CN108448113B (zh) 一种掺杂改性的磷酸铁锂正级材料的制备方法
WO2024055519A1 (zh) 一种磷酸锰铁锂的制备方法及其应用
CN115472948A (zh) 一种利用废旧锰酸锂再生钠电正极材料的方法
CN116344792B (zh) 一种高容量的p3相钠离子电池层状氧化物正极材料、其制备及应用
CN109037669A (zh) 一种改性镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法和应用
CN115744857B (zh) 废旧磷酸铁锂电池定向循环制取磷酸铁锂正极材料的方法
CN116081591B (zh) 一种钠离子电池负极材料的制备方法
WO2023236595A1 (zh) 一种利用废旧磷酸氧钒锂电池制备正极材料的方法
CN110311107B (zh) 一种金属锂合金及其制备方法与应用
EP4407748A1 (en) Method for synthesizing high-safety positive electrode material by recycling positive electrode leftover materials, and application
CN115947328A (zh) 一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法
CN105129761A (zh) 一种磷酸亚铁锂正极材料的制备方法
CN113363426A (zh) 基于金属Pb负极的钠离子电池的制备方法及金属Pb回收方法
CN114655991B (zh) 一种改性锰酸钠材料及其制备方法和应用
CN117712544B (zh) 一种废旧磷酸铁锂电池的资源化利用方法

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