[发明专利]由废弃磷酸铁锂制备富锂铁酸锂的方法及富锂铁酸锂和补锂材料及改性锂离子电池正极材料

权利要求书

1.一种由废弃磷酸铁锂制备富锂铁酸锂的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1、对废弃磷酸铁锂进行除杂，得到主要成分为锂铁磷的黑料；

S2、对黑料采用盐酸溶液溶解后固液分离，测定液相中锂和铁的含量并加入锂源和/或铁源以调整溶液中的锂铁摩尔比，得到锂铁溶液；

S3、对锂铁溶液采用混合萃取剂进行萃取，分离得到有机相和水相；所述混合萃取剂包括50～80wt％的磷酸三丁酯、10～40wt％的轻质石油以及1～10wt％的氯化钙溶液；

S4、对有机相进行洗涤和反萃取，得到含锂铁的反萃液；

S5、测定反萃液中锂和铁的含量，并加入锂源和碱性碳酸盐以调整反萃液中的锂铁摩尔比和pH值，使得锂化合物和铁化合物沉淀析出，得到混浊液；

S6、对混浊液进行固液分离，再将所得固相产物进行烘干煅烧和烧结，得到所述富锂铁酸锂。

2.根据权利要求1所述的由废弃磷酸铁锂制备富锂铁酸锂的方法，其特征在于：步骤S1中，所述废弃磷酸铁锂选自含锂铁磷的矿物质、磷酸铁锂正极生产过程中所产生的废料、电池加工过程中产生的废弃磷酸铁锂极片以及废弃磷酸铁锂电池中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的由废弃磷酸铁锂制备富锂铁酸锂的方法，其特征在于：步骤S2中，所述盐酸溶液的浓度为9～12mol/L；所述锂源选自氯化锂、碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂和氧化锂中的一种或多种；所述铁源选自氯化铁、氧化铁、氧化亚铁、二氧化铁、三氧化铁和四氧化铁中的一种或多种；所述锂铁溶液中的锂和铁摩尔比为(0.5～1.5):1。

4.根据权利要求1所述的由废弃磷酸铁锂制备富锂铁酸锂的方法，其特征在于：步骤S3中，所述轻质石油选自煤油、柴油和汽油中的一种或多种；所述氯化钙溶液的浓度为5～8mol/L。

5.根据权利要求1所述的由废弃磷酸铁锂制备富锂铁酸锂的方法，其特征在于：步骤S3中，所述萃取的温度为20～55℃；所述萃取为多级萃取；所述多级萃取的萃取级数为3～20级。

6.根据权利要求1所述的由废弃磷酸铁锂制备富锂铁酸锂的方法，其特征在于：步骤S4中，所述洗涤所使用的洗涤液包括0.4～2mol/L的HCl和2.0～5mol/L的CaCl₂；任选地，步骤S4中，所述反萃取所使用的反萃取溶液为0.5～5mol/L的氨水溶液。

7.根据权利要求1所述的由废弃磷酸铁锂制备富锂铁酸锂的方法，其特征在于：步骤S5中，所述锂源选自氯化锂、碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂和氧化锂中的一种或多种；所述碱性碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾和碳酸锂中的一种或多种；所述混浊液中的锂和铁摩尔比为(5.0～5.5):1。

8.根据权利要求1所述的由废弃磷酸铁锂制备富锂铁酸锂的方法，其特征在于：步骤S6中，所述烘干煅烧的温度为200～400℃，时间为5～20h；任选地，步骤S6中，所述烧结在惰性气体的保护下进行，且所述烧结的温度为500～900℃，时间为5～20h。

9.一种富锂铁酸锂，其特征在于：所述富锂铁酸锂通过权利要求1～8中任一所述的由废弃磷酸铁锂制备富锂铁酸锂的方法制备得到。

10.一种补锂材料，其特征在于：所述补锂材料中至少包括通过权利要求1～8中任一所述的由废弃磷酸铁锂制备富锂铁酸锂的方法制备得到的富锂铁酸锂。

11.一种改性锂离子电池正极材料，其特征在于：所述改性锂离子电池正极材料包括正极材料以及权利要求10所述的补锂材料。