[发明专利]一种失效磷酸锰铁锂的电化学活性修复方法

说明书

本发明公开了一种失效磷酸锰铁锂的电化学活性修复方法，涉及废旧锂离子电池回收利用技术领域，向失效磷酸锰铁锂中加入锂元素、锰元素、铁元素和碳源，混合均匀，最后在惰性气氛下煅烧，即可实现电化学活性修复。本发明通过添加相应成分，直接实现磷酸锰铁锂电池材料的绿色修复，简单高效，是一种低成本的电池材料回收利用方法，并且在实现废旧磷酸锰铁锂电池材料快速修复的同时避免了湿法冶金带来的高成本和环境污染问题。

技术领域：

本发明涉及废旧锂离子电池回收利用技术领域，具体涉及一种失效磷酸锰铁锂的电化学活性修复方法。

背景技术：

LiFePO₄以价格低廉、产量丰富、循环稳定性好等原因被认为是具有发展前景的锂离子电池正极材料之一，但由于使用电压仅3.2V、倍率性能不足、电导率低等原因不能满足高能量动力电池的要求而限制了其进一步发展。LiMnPO₄相对于LiFePO₄而言循环稳定性较弱，但是具有使用电压较高(3.8V)、自放电率低、材料成熟、成本低的特点。根据动力电池要求特性，将Fe和Mn两者相结合，采用Mn掺杂的LiFePO₄作为锂离子电池正极材料-磷酸锰铁锂，在这种材料中Mn³⁺/Mn²⁺4.0V左右工作电压能够实现Li嵌入和脱出，更具有前景的是市场上通用电解液能够在4.0V电压范围内保持稳定不分解，也不会因为电压过低而降低比能量，因此磷酸锰铁锂正极材料的广泛应用也成为必然。

随着磷酸锰铁锂电池正极材料的广泛应用，对废旧磷酸锰铁锂电池正极材料的回收与再生成为一项重要的工作。其中电化学活性修复属于一种操作最为简单的再生方法，但如何通过对修复条件的合理控制快速实现失效磷酸锰铁锂的电化学活性修复成为了研究热点。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种简单高效且成本低、环保性强的失效磷酸锰铁锂的电化学活性修复方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种失效磷酸锰铁锂的电化学活性修复方法，向失效磷酸锰铁锂中加入锂元素、锰元素、铁元素和碳源，混合均匀，最后在惰性气氛下煅烧，即可实现电化学活性修复。

所述失效磷酸锰铁锂包括失效的磷酸锰铁锂材料、从磷酸锰铁锂电池中分离出来的正极材料、从极片和边角料中分离出来的正极材料。

所述失效磷酸锰铁锂中铁的摩尔量占铁和锰总摩尔量的5％-20％。

所述失效磷酸锰铁锂在加入锂元素、锰元素、铁元素之后使体系的锂、锰+铁、磷的原子比例为1.05-1.1:0.98-1:1，同时保证添加的锰和铁的摩尔量相等。

所述碳源为蔗糖或葡萄糖，碳源加入量为5％-10％(碳源的加入量为煅烧前体系总质量的5％-10％。)

所述锂元素的锂源为碳酸锂。

所述铁元素的铁源为草酸铁。

所述锰元素的锰源为草酸锰。

所述混合采用湿法球磨方式。

所述惰性气氛包括氮气、氦气、二氧化碳。

所述煅烧温度在700-800℃。

所述湿法球磨用球磨机的钢球在球磨结束后进行水洗，水洗操作在球磨机匀速转动下进行。

所述水洗时向清水中添加助洗剂，清水与助洗剂的质量比为100:1-5。