本发明专利技术公开了一种利用废旧磷酸氧钒锂电池制备正极材料的方法，包括以下步骤：(1)将废旧磷酸氧钒锂电池拆解得到正极，粉碎后得到粉料；(2)将粉料焙烧后，与碱性溶液混合，反应后固液分离，得到固态物；(3)将固态物进行氧化处理，得到氧化产物；(4)检测步骤(3)得到的氧化产物中的锂、钒及磷元素的含量，并根据检测结果补充锂源、钒源或磷源与所述氧化产物进行混料，得到混合物，使混合物中锂、钒及磷元素的摩尔比为(1
【技术实现步骤摘要】
一种利用废旧磷酸氧钒锂电池制备正极材料的方法
[0001]本专利技术属于电池材料循环利用
，特别涉及一种利用废旧磷酸氧钒锂电池制备正极材料的方法。
技术介绍
[0002]磷酸氧钒锂(LiVOPO4)是一种聚阴离子型化合物锂离子电池正极材料，磷酸氧钒锂具有更好的结构稳定性，并具有很好的Li
+
脱嵌性能。磷酸氧钒锂具有较高的放电平台(3.9V vs Li/Li
+
)以及较高的理论能量密度(616Wh/Kg)，因此被广泛运用于磷酸氧钒锂电池中，从而也带来了大量废旧的磷酸氧钒锂电池。
[0003]现有的对于废旧磷酸氧钒锂电池中正极材料的回收方法中，只能回收得到含钒化合物和含锂化合物，回收过程中需要进行萃取除杂、浓缩结晶等过程，工艺复杂，且需要使用大量的溶剂，导致大量废弃物的产生。
技术实现思路
[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种利用废旧磷酸氧钒锂电池制备正极材料的方法，该方法能直接从废旧磷酸氧钒锂电池中回收制备磷酸氧钒锂正极材料，工艺简单，且得到的磷酸氧钒锂正极材料可直接用于制备磷酸氧钒锂电池。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种利用废旧磷酸氧钒锂电池制备正极材料的方法，包括以下步骤：
[0007](1)将废旧磷酸氧钒锂电池拆解得到正极，粉碎后得到粉料；
[0008](2)将步骤(1)的粉料焙烧后，与碱性溶液混合，反应后固液分离，得到固态物；
[0009](3)将步骤(2)得到的固态物进行氧化处理，得到氧化产物；
[0010](4)检测步骤(3)得到的氧化产物中的锂、钒及磷元素的含量，并根据检测结果补充锂源、钒源或磷源与所述氧化产物进行混料，得到混合物，使混合物中锂、钒及磷元素的摩尔比为(1
‑
1.5):(1
‑
1.5):1；
[0011](5)将步骤(4)得到的混合物进行煅烧后破碎过筛，得到磷酸氧钒锂正极材料。
[0012]进一步优选的，步骤(4)中混料后，混合物中锂、钒及磷元素的摩尔比为(1
‑
1.1):1:1。
[0013]优选的，步骤(2)中所述焙烧的温度为300
‑
400℃，焙烧的时间为4
‑
8h。
[0014]进一步优选的，步骤(2)中所述焙烧的温度为300
‑
350℃，焙烧时间为5
‑
7h。
[0015]优选的，步骤(2)中所述碱性溶液为氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液。
[0016]优选的，步骤(3)中所述氧化处理为将所述固态物置于有氧气氛下，于50
‑
300℃进行氧化，氧化的时间为4
‑
8h。
[0017]进一步优选的，步骤(3)中所述氧化处理为将所述固态物置于有氧气氛下，于150
‑
250℃进行氧化，氧化时间为5
‑
7h。
[0018]优选的，步骤(4)中使用ICP检测方法检测所述氧化产物中的元素含量。
[0019]优选的，步骤(4)中所述混料的方式为球磨。
[0020]优选的，步骤(5)中所述煅烧的温度为700
‑
900℃，煅烧的时间为6
‑
12h。
[0021]进一步优选的，步骤(5)中所述煅烧的温度为700
‑
800℃，煅烧的时间为8
‑
12h。
[0022]优选的，步骤(5)中所述煅烧的气氛为有氧气氛。
[0023]优选的，一种利用废旧磷酸氧钒锂电池制备正极材料的方法，包括以下步骤：
[0024]S1.将废旧磷酸氧钒锂电池拆解得到正极，然后进行粉碎，得到包含磷酸氧钒锂，铝，石墨的粉料；
[0025]S2.将S1得到的粉料在300
‑
400℃，空气或者还原性氛围下进行焙烧4
‑
8h；
[0026]S3.将S2焙烧后得到的粉料与氢氧化钠溶液混合，溶解粉料中的铝，过滤后，得到滤泥；
[0027]S4.将S3得到的滤泥干燥后，置于氧气中，于50
‑
300℃进行氧化4
‑
8h，得到氧化产物；
[0028]S5.通过ICP检测S4得到的氧化产物中锂、钒及磷元素的含量，并根据检测结果补充锂源、钒源或磷源后，混合球磨5
‑
9h得到混合物，使混合物中锂、钒及磷元素的摩尔比为(1
‑
1.1):1:1；
[0029]S6.将S5得到的混合物于700
‑
900℃非还原化性氛围下，煅烧6
‑
12h，破碎过筛，即得到磷酸钒氧锂正极材料，非还原性氛围指空气、氩气、氦气和氮气等。
[0030]如上所述的方法在制备电极中的应用。
[0031]如上所述的方法在制备电池中的应用。
[0032]本专利技术的有益效果是：
[0033](1)本专利技术利用废旧磷酸氧钒锂电池制备正极材料的方法中，并没有将废旧磷酸氧钒锂电池正极材料中的锂、钒及磷分别通过溶剂溶解沉淀后分离，而是直接将废旧磷酸氧钒锂电池正极材料简单处理后，根据元素检测结果补充锂源、钒源或磷源后煅烧得到磷酸氧钒锂正极材料，工艺简单，不需要使用大量的溶剂，不会产生大量的废弃物，工艺简单易实施；
[0034](2)本专利技术利用废旧磷酸氧钒锂电池制备正极材料的方法中，先将废旧磷酸氧钒锂电池正极材料粉碎成粉料后进行焙烧再与碱性溶液混合反应，利用粉料中的石墨将粉料中的正四价的钒(中性氧化物)还原为正三价或者更低价(碱性氧化物)，避免钒离子与碱性溶液反应流失，同时粉料中的铝能与碱性溶液反应生成偏铝酸根，固液分离后，粉料中的铝被去除，固态物经过特定温度下的氧化处理，使固态物中正三价或者更低价的钒被氧化为四价钒而避免进一步氧化成五价钒，根据元素检测结果补充锂源、钒源及磷源后再在特定温度下煅烧，从而制得磷酸氧钒锂正极材料。
[0035]其反应原理如下：
[0036]还原焙烧：LiVOPO4+nC＝LiVO
(1
‑
2n)
PO4+nCO2；
[0037]碱溶：2Al+2NaOH+6H2O＝2Na[Al(OH)4]+3H2；
[0038]氧化处理：LiVO
(1
‑
2n)
PO4+mO2(过量)＝LiVOPO4+(m
‑
1+2n)O2。
附图说明
[0039]图1为本专利技术实施例1制备的磷酸氧钒锂正极材料的XRD图。
具体实施方式
[0040]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0041]实施例1：
[0042]一种利用废旧磷酸氧钒锂电池制备磷酸氧钒锂正极材料的方法，包含下述步骤：本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用废旧磷酸氧钒锂电池制备正极材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将废旧磷酸氧钒锂电池拆解得到正极，粉碎后得到粉料；(2)将步骤(1)的粉料焙烧后，与碱性溶液混合，反应后固液分离，得到固态物；(3)将步骤(2)得到的固态物进行氧化处理，得到氧化产物；(4)检测步骤(3)得到的氧化产物中的锂、钒及磷元素的含量，并根据检测结果补充锂源、钒源或磷源与所述氧化产物进行混料，得到混合物，使混合物中锂、钒及磷元素的摩尔比为(1
‑
1.5):(1
‑
1.5):1；(5)将步骤(4)得到的混合物进行煅烧后破碎过筛，得到磷酸氧钒锂正极材料。2.根据权利要求1所述的一种利用废旧磷酸氧钒锂电池制备正极材料的方法，其特征在于：步骤(2)中所述焙烧的温度为300
‑
400℃，焙烧的时间为4
‑
8h。3.根据权利要求1所述的一种利用废旧磷酸氧钒锂电池制备正极材料的方法，其特征在于：步骤(2)中所述碱性溶液为氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液。4.根据权利要求1所述的一种利用...
【专利技术属性】
技术研发人员：余海军，李爱霞，谢英豪，李长东，
申请(专利权)人：湖南邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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