一种缺锂磷酸铁锂极片的修复方法技术

本发明专利技术涉及一种电池材料回收的方法，具体涉及一种缺锂磷酸铁锂极片的修复方法，包括如下步骤：S1：配置浸泡溶液：将还原性锂盐溶解于有机溶剂中；S2：浸泡修复：将缺锂磷酸铁锂极片浸泡于步骤S1得到的浸泡溶液中；S3：后处理：洗涤并烘干步骤S2中浸泡后的磷酸铁锂极片。与现有技术相比，本发明专利技术解决现有技术中磷酸铁锂回收过程繁琐、排放大、效率低的问题，实现了磷酸铁锂极片整体的修复，修复过程简便，修复后可直接装配电池使用。直接装配电池使用。直接装配电池使用。

【技术实现步骤摘要】
一种缺锂磷酸铁锂极片的修复方法


[0001]本专利技术涉及一种电池材料回收的方法，具体涉及一种缺锂磷酸铁锂极片的修复方法。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂因其优异的循环性能、可靠的安全性能被广泛应用于动力电池以及储能领域。日前，随着第一批磷酸铁锂动力电池开始退役，回收废旧的磷酸铁锂成为了学界以及产业界关注的焦点。
[0003]目前磷酸铁锂的回收大致分为2个层面：(1)在元素层面通过干法、火法、湿法等方法将废旧磷酸铁锂回收成为磷酸锂、磷酸铁、碳酸锂等原料；(2)在活性物质层面先分离出磷酸铁锂粉末后加入锂源，使之与废旧磷酸铁锂煅烧获得再生磷酸铁锂粉。层面(1)工艺较为成熟，但是经济效益较低；层面(2)分离磷酸铁锂与集流体的步骤较为复杂，且可能会对磷酸铁锂造成损伤。并且无论层面(1)还是层面(2)均需要将原本结构完整的极片损毁，即需要去除集流体、导电剂、粘结剂等非活性物质，而如果要回收后获得成品磷酸铁锂极片，均需要在后续进行高温煅烧、匀浆、涂布、干燥、辊压等正极制备工艺，使得回收的整体工艺流程多、排放大、效率低。
[0004]CN202210062202.3公开了一种废旧磷酸铁锂正极材料的修复再生方法及磷酸铁锂正极材料，该方法包括以下步骤：1)、采用有机溶剂配置还原性锂盐溶液；2)、将废旧磷酸铁锂粉末与还原性锂盐溶液混合，置于恒温装置中加热搅拌反应，反应气氛为惰性气氛；3)、收集步骤2)中的固体粉末，依次洗涤，干燥；4)、将步骤3)中得到的固体粉末在惰性气氛中退火，即得到修复再生的磷酸铁锂正极材料。可见该方法仍然是基于对极片拆解后的粉末进行的处理，使其处理时需要预先加热修复结构，回收再用时需要重新经过正极制备工艺，同时该专利的处理过程仍较为复杂，结合预处理和正极制备使得整体流程较长，效益较差。
[0005]此外，如CN201911120418.5、CN202210319729.X、CN202111155821.9等专利，同样也需要将磷酸铁锂由极片上分离后进行处理。并且在从废旧磷酸铁锂极片上获得废旧磷酸铁锂粉时，废铁锂容易被氧气氧化生成氧化铁；PVDF去除过程产生的HF容易腐蚀磷酸铁锂；原本制备过程中包覆在磷酸铁锂上的碳层也容易遭到损害。因此，常规针对磷酸铁锂废粉的回收工艺，均需要再进行高温烧结/焙烧，整体流程较长，能耗较高，不利于规模化回收。
[0006]因此，仍需要对磷酸铁锂极片的整体回收提出一种方便可行的处理方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种缺锂磷酸铁锂极片的修复方法，以解决现有技术中磷酸铁锂回收过程繁琐、排放大、效率低的问题，实现了磷酸铁锂极片整体的修复，修复过程简便，修复后可直接装配电池使用。
[0008]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种缺锂磷酸铁锂极片的修复方法，包括如下步骤：
[0010]S1：配置浸泡溶液：将还原性锂盐溶解于有机溶剂中；
[0011]S2：浸泡修复：将缺锂磷酸铁锂极片浸泡于步骤S1得到的浸泡溶液中；
[0012]S3：后处理：洗涤并烘干步骤S2中浸泡后的磷酸铁锂极片。
[0013]优选地，所述的还原性锂盐为碘化锂。
[0014]优选地，所述的有机溶剂为醇类、醚类、酯类和醛类中的一种。
[0015]优选地，所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇、DOL、THF、DME、乙酸乙酯和乙醛中的一种。
[0016]优选地，所述的有机溶剂为乙醇、DOL和乙醛中的一种。
[0017]优选地，所述的浸泡溶液的浓度为0.002mol/5mL。
[0018]优选地，所述的浸泡为在室温下浸泡2min。
[0019]优选地，所述的洗涤采用有机溶剂进行，该有机溶剂与配置浸泡溶液使用的有机溶剂相同。
[0020]优选地，所述的烘干的温度不低于70℃。
[0021]优选地，所述的烘干的温度为70
‑
120℃。
[0022]本专利技术的工作原理为：
[0023]磷酸铁锂在循环过后极片结构依然完整，且大部分颗粒结构均未被破坏，其最大的问题在于循环后部分颗粒由磷酸铁锂转变磷酸铁进而为出现缺锂的现象。
[0024]在含氧原子的有机溶剂体系中，碘化锂的氧化电位要低于磷酸铁锂的氧化电位；反过来说，在该条件下，磷酸铁能够氧化碘离子生成碘三离子，自身捕获剩余的锂离子形成新磷酸铁锂。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]直接对磷酸铁锂极片整体进行处理，使得修复后的极片可直接装配于电池中进行使用，无需进行如现有技术中的拆解
‑
处理
‑
装配的复杂流程，有效缩短整体的处理流程。
[0027]溶液浸泡的方法使得磷酸铁与碘化锂反应充分，废旧的磷酸铁锂修复情况好。
[0028]整体过程中主要消耗的物质为碘化锂，其他物质可循环使用；修复过程整体在室温环境下即可进行，无特殊限制，且过程中仅烘干时需略微加热且烘干温度较低；因而该修复方法整体的排放小、损耗少、能耗低又效率高。通过步骤S3中的洗涤还可将还原性锂盐(碘化锂)中的碘离子进行回收，根据实际情况可进行再利用。
附图说明
[0029]图1为实施例1的再生磷酸铁锂极片的XRD图；
[0030]图2为实施例1中浸泡溶液的LSV曲线；
[0031]图3为实施例1的再生磷酸铁锂极片的首圈容量电压曲线；
[0032]图4为实施例2的再生磷酸铁锂极片的首圈容量电压曲线；
[0033]图5为实施例3的再生磷酸铁锂极片的首圈容量电压曲线；
[0034]图6为实施例4的再生磷酸铁锂极片的首圈容量电压曲线；
[0035]图7为对比例1的废旧磷酸铁锂极片的首圈容量电压曲线；
[0036]图8为对比例2的再生磷酸铁锂极片的首圈容量电压曲线；
[0037]图9为对比例3的再生磷酸铁锂极片的首圈容量电压曲线；
[0038]图10为对比例3中浸泡溶液的LSV曲线；
[0039]图11为测试例1中三电极的LSV曲线；
[0040]图12为测试例2中三电极的LSV曲线。
具体实施方式
[0041]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0042]如下示例中，若未做特别说明，所使用的试剂可选择本领域中常规市售试剂；所使用的方法可采用本领域中公知实施手段。
[0043]在如下实施例之中所采用的各种产品结构参数、各种反应参与物及工艺条件均是较为典型的范例，但经过本案专利技术人大量试验验证，于上文所列出的其它不同结构参数、其它类型的反应参与物及其它工艺条件也均是适用的，并也均可达成本专利技术所声称的技术效果。
[0044]在如下实施例中，所采用的废旧磷酸铁锂直接由商用动力电池软包中拆解获得，具体步骤为：首先将电池完全放电，去除外部铝塑膜后将其中的正极极片取出，使用乙醇反复洗涤除去残留的电解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缺锂磷酸铁锂极片的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：配置浸泡溶液：将还原性锂盐溶解于有机溶剂中；S2：浸泡修复：将缺锂磷酸铁锂极片浸泡于步骤S1得到的浸泡溶液中；S3：后处理：洗涤并烘干步骤S2中浸泡后的磷酸铁锂极片。2.根据权利要求1所述的一种缺锂磷酸铁锂极片的修复方法，其特征在于，所述的还原性锂盐为碘化锂。3.根据权利要求1所述的一种缺锂磷酸铁锂极片的修复方法，其特征在于，所述的有机溶剂为醇类、醚类、酯类和醛类中的一种。4.根据权利要求3所述的一种缺锂磷酸铁锂极片的修复方法，其特征在于，所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇、DOL、THF、DME、乙酸乙酯和乙醛中的一种。5.根据权利要求4所述的一种缺锂磷酸铁锂极片的修复方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鑫龙，王超，万旺，李洒，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：