[发明专利]利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法

说明书

本发明提供一种利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法，包括如下步骤：(1)废旧锰酸锂回收处理得滤液A；(2)废旧磷酸铁锂回收处理得滤液B；(3)对滤液A、滤液B进行ICP测试，得到两组滤液中各主要元素的含量；(4)按照两组滤液中Fe、Mn元素的摩尔数x+y＝1，确定滤液A、滤液B的比例，其中：x＝(0.9～0.1)，y＝(0.1～0.9)；之后按照所需P、Li、Mn、Fe摩尔比补入磷源、锂源，经反应后得到磷酸铁锰锂前驱体；然后再高温焙烧热反应得到磷酸铁锰锂正极材料。本发明提供的方法，工艺较为简单、操作方便，两种废旧原料来料广泛、价格低、能减少资源的损耗以及辅料的加入，还能提高材料回收率，降低设备、生产、原料等成本。

技术领域

本发明涉及锂电池正极回收材料制备磷酸铁锰锂正极材料，属于电池材料回收领域。

技术背景

随着锂离子电池的大量使用，产生了大量的废旧锂离子电池。这些废旧电池由于满足不了相应的储能需求而被淘汰。如果直接将这些废旧电池像其他垃圾一样处理，则很可能会造成严重的环境污染，还存在电池短路带来火灾的隐患。因此，为了回收再利用材料、节约成本并保护环境，回收锂电池废料变得很有必要。

磷酸锰铁锂材料相对于Li⁺/Li的电极电势为4.1V，高于磷酸铁锂的3.4V，同时磷酸锰铁锂有两个电压平台，高电压平台可以提高电池的电压，低的电压平台可以很好的判断电池的剩余容量，为电池容量管理提供了一个简单的方案。磷酸锰铁锂保留了磷酸盐正极材料的热稳定性，能大大提高动力电池的安全性。另外是低成本，由于磷酸锰铁锂资源价格比较低，规模化生产后可以降低成本。

中国专利CN201910019519的公开了一种利用废旧锰酸锂正极制备磷酸铁锰锂的方法。该法将锰酸锂正极溶解于过氧化氢的酸性溶液中，通过外加磷源、铁源、锂源等混合后，经干燥、多次烧结得到磷酸铁锰锂正极材料。采用该法能够有效地处理废旧锰酸锂正极材料，减少正极材料对环境的污染，制备所得的磷酸铁锰锂性能较好，但在处理工序中需外加过多铁源、磷酸、锂源等，无法做到最为有效地回收。

中国专利CN201510049888公开了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料回收制备磷酸铁锰锂的方法。该法通过焙烧式除去胶黏剂，使磷酸铁锂和铝箔易于分离，然后用酸浸处理分离的磷酸铁锂，通过元素分析，外加磷源、锰源、锂源等，经干燥，烧结得到磷酸铁锰锂，但在处理工序中需外加过多铁源、磷酸、锂源等，无法做到最为有效地回收，节约成本，保护环境。

上述现有技术提供的方法均是处理单独一种废旧正极材料，需要通过外加大量的辅料进行制备，增加制造成本、耗费更多的资源，无法形成经济效益，就无法促进电池材料回收领域的发展，也无法做到对锂电池正极材料的最大化回收利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

提供一种利用废旧磷酸铁锂和锰酸锂材料制备磷酸铁锰锂的方法，包括如下步骤：

(1)废旧锰酸锂回收处理得滤液A：将废旧锰酸锂材料在过氧化氢的酸性溶液中溶解并经过除杂处理后，得到滤液A，滤液A中主要含有锰(Mn)元素、锂(Li)元素；

(2)废旧磷酸铁锂回收处理得滤液B：将废旧磷酸铁锂经过酸浸处理除杂，得到滤液B，滤液B中主要含有磷(P)、铁(Fe)、锂(Li)元素；

(3)ICP测试：对滤液A、滤液B进行ICP测试，得到两组滤液中各主要元素的含量；

(4)制备磷酸铁锰锂前驱体：按照两组滤液中Fe、Mn元素的摩尔数x(Fe元素摩尔数)+y(Mn元素的摩尔数)＝1，确定滤液A、滤液B的比例，其中：x＝(0.9～0.1)，y＝(0.1～0.9)；