[发明专利]一种失效磷酸锰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锂的电化学活性修复方法，涉及电池材料绿色修复技术领域，向失效磷酸锰锂中加入锂元素、锰元素和碳源，通过湿法球磨混合均匀，最后在还原气氛下煅烧，即可实现电化学活性修复。本发明通过向失效磷酸锰锂中添加相应成分，直接实现磷酸锰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，避免失效磷酸锰锂的直接废弃对环境造成的污染以及存在的资源浪费问题。

技术领域：

本发明涉及电池材料绿色修复技术领域，具体涉及一种失效磷酸锰锂的电化学活性修复方法。

背景技术：

与磷酸铁锂电池一样，磷酸锰锂也属于橄榄石型结构的磷酸盐系锂电池正极材料，这种材料的安全性和循环寿命高于传统的层状结构正极材料钴酸锂和三元材料。但正在广泛使用的磷酸铁锂3.4V的电位限制了电池能量密度的提升，而磷酸锰锂具有4.1V的高电位。因此，在同等容量发挥下，磷酸锰锂电池的能量密度可以比磷酸铁锂电池提高20％左右。

随着磷酸锰锂电池的广泛应用，产生了大量的废旧磷酸锰锂电池，废旧磷酸锰锂电池的直接丢弃会对环境造成严重污染，污染源主要来自其中包含的重金属锰以及电解液等。为了实现磷酸锰锂电池的高效资源化利用，需要对失效磷酸锰锂进行电化学活性修复。

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能有效避免失效磷酸锰锂直接废弃对环境造成的污染以及存在的资源浪费问题的失效磷酸锰锂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：

一种失效磷酸锰锂的电化学活性修复方法，向失效磷酸锰锂中加入锂元素、锰元素和碳源，通过湿法球磨混合均匀，最后在还原气氛下煅烧，即可实现电化学活性修复。

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

所述失效磷酸锰锂在加入锂元素、锰元素后使体系的锂、锰、磷原子比例达到1.05-1.1:0.98-1:1。

所述碳源为蔗糖或葡萄糖。

所述碳源的加入量为5％-10％。(碳源的加入量为煅烧前体系总质量的5％-10％。)

所述煅烧温度在700-800℃。

所述锂元素的锂源为碳酸锂。

所述锰元素的锰源为草酸锰。

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。

所述助洗剂由β-环糊精和多聚谷氨酸经酯化反应制得，其制备方法为：室温下先将水处理级多聚谷氨酸加水配成饱和溶液，再加入β-环糊精，补加水的同时以2-3℃/min的升温速度开始升温，控制加水速度，使β-环糊精刚好在回流状态下溶解完全，并滴加浓硫酸调节溶液pH值至4-5，于回流状态下保温搅拌反应，反应结束后经减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得助洗剂。

所述水处理级多聚谷氨酸、β-环糊精的质量比为10:1。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过向失效磷酸锰锂中添加相应成分，直接实现磷酸锰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，避免失效磷酸锰锂的直接废弃对环境造成的污染以及存在的资源浪费问题；