[发明专利]利用钢渣制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的方法

权利要求书

1.一种利用钢渣制备锂离子电池正极材料LiFePO₄的方法，其特征是：该方法包括以下步骤：

（1）称取钢渣并粉碎，称取钢渣重量3-8%的可溶于水的碳源化合物和10-20%的水，将可溶于水的碳源化合物加入水中并搅拌，得到碳源化合物的水溶液；将碳源化合物的水溶液加入钢渣中，搅拌均匀，得到混合料；

（2）将混合料放入非金属器皿中，然后送入工业微波炉，经微波热处理进行还原；将得到的产物进行磁选，得到钢渣提取物；

（3）按钢渣提取物、30-35wt%稀硫酸1:3-5的重量比计量稀硫酸，将钢渣提取物加入稀硫酸中，80-90℃下搅拌反应2-4h，经静置、抽滤、洗涤得到滤液；向滤液中加入钢渣提取物重量20-30%的双氧水和30-40%浓度为85 wt%的磷酸，搅拌均匀，在40-50℃下恒温反应4-5h，然后调节反应液的 pH 值至3.0-5.0，待 pH 稳定后继续搅拌 25-30 min，静置24-36h，进行洗涤、抽滤，得到除钙后的钢渣滤饼，所述除钙后的钢渣滤饼的含水量为15 wt %；

（4）向钢渣滤饼中加入碳酸锂和85 wt %的磷酸，钢渣滤饼、碳酸锂、磷酸的重量比为1：0.229-0.240：0.1016-0.1036，混合均匀，得到钢渣滤饼、碳酸锂和磷酸的混合物；

（5）以碳酸锂的重量为基准，计量30-50%可溶于水的碳源化合物和70-90%的水；将可溶于水的碳源化合物加入水中，搅拌均匀，得到碳源化合物的水溶液；将碳源化合物的水溶液加入到步骤（4）的钢渣滤饼、碳酸锂和磷酸的混合物中，搅拌均匀，得到前驱体；

（6）将所述前驱体陈化24-36h，置于非金属器皿中，然后放入工业微波炉在密闭状态下进行微波烧结，制备出所述的锂离子电池正极材料LiFePO₄。

2.根据权利要求1所述的制备锂离子电池正极材料LiFePO₄的方法，其特征是：所述步骤（1）、步骤（5）中所述可溶于水的碳源化合物为草酸、柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备锂离子电池正极材料LiFePO₄的方法，其特征是：所述步骤（2）、步骤（6）中的非金属器皿为碳化硅坩埚、石墨坩埚或氧化铝坩埚。

4.根据权利要求1所述的制备锂离子电池正极材料LiFePO₄的方法，其特征是：所述步骤（2）中工业微波炉的输出功率为10-20KW，微波热处理是以每分钟2-10℃的速率升温至550-650℃，并在此温度下保温10-15min。

5.根据权利要求1所述的制备锂离子电池正极材料LiFePO₄的方法，其特征是：所述步骤（6）中工业微波炉的输出功率为10-20KW，微波烧结是以每分钟2-10℃的速率升温至600-700℃，并在此温度下保温20-35min。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备锂离子电池正极材料LiFePO₄的方法，其特征是：所述磁选时的磁场强度为30-95KA/m。