本發明涉及磷酸鐵鋰再生,具體涉及一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法。
背景技術:
1、隨著新能源行業的快速發展,廢舊動力電池的存量也迎來了爆發式的增長,其中磷酸鐵鋰電池占據極大比重。而現有的磷酸鐵鋰廢料回收再生技術,工藝較為簡單,采用烘干后粉碎處理,得到的再生磷酸鐵鋰并不能滿足正常的電池性能使用,再生品的放電比容量差,以及隨著充放電倍率的增加,放電倍率比性能變差,同時產品的循環容量保持率低,限制了產品的使用效率。
技術實現思路
1、針對現有技術的缺陷,本發明的目的是提供一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法,以解決上述背景技術中提出的問題。
2、本發明解決技術問題采用如下技術方案:
3、本發明提供了一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法,包括以下步驟:
4、步驟一:將磷酸鐵鋰廢料進行拆解、粉碎和過篩,得到磷酸鐵鋰粉料;
5、步驟二:配料準備:將碳酸鋰、草酸亞鐵和磷酸二氫銨混合,得到混料體,隨后向混料體中再加入磷酸鐵鋰粉料,得到摻混體;
6、步驟三:隨后再向摻混體中加入摻混體總重量10-15%的填衡劑、摻混體總重量5-8%的改性聯效劑和摻混體總重量20-25%的硅烷液,球磨處理,球磨轉速1500r/min,球磨2h,球磨結束,抽濾、干燥,得到前驅改進體;
7、步驟四:前驅改進體在氮氣氛圍下焙燒24h,焙燒溫度750-800℃,焙燒結束,再粉碎、篩分和除磁,即可。
8、優選地,所述碳酸鋰、草酸亞鐵、磷酸二氫銨按照li:fe:p的摩爾比0.95:0.95:1的比例混合;磷酸鐵鋰粉料的加入量為混料體總量的25-30%。
9、優選地,所述填衡劑的制備方法為:
10、s1:將碳納米管先浸入到碳納米管總量3-5倍的硝酸鈰溶液中超聲處理,超聲功率350-400w,超聲1h,超聲結束,抽濾、干燥,再以270-280℃的溫度熱處理1h,恢復至室溫,得到摻鈰的碳納米管;
11、s2:將4-6份硝酸鋯溶液、0.25-0.35份氧化硼和2-3份質量分數5%的海藻酸鈉溶液以及1-3份氧化鎵共混均勻得到改性液;
12、將氧化鋅晶須于氧化鋅晶須總量3-5倍的改性液中攪拌改性處理,攪拌溫度為60-65℃,攪拌轉速350-400r/min,攪拌2h,攪拌結束,得到改性的氧化鋅晶須體;
13、s3:將摻鈰的碳納米管、改性的氧化鋅晶須體按照重量比5:3共混球磨處理,球磨轉速1000r/min,球磨2h,球磨結束,抽濾、干燥,得到填衡劑。
14、優選地,所述硝酸鈰溶液的質量濃度為0.5-0.8%;硝酸鋯溶液的質量濃度為4-6%。
15、優選地,所述碳納米管為多壁碳納米管,多壁碳納米管直徑為50-55nm,長度為30-40μm。
16、優選地,所述改性聯效劑的制備方法為:
17、s11:基于鈦-鑭聯效的改性劑的制備;
18、s12:將石墨烯先于足量的質量分數8%的硫酸溶液中攪拌充分,然后水洗、抽濾、干燥;
19、將5-8份干燥的石墨烯、2-4份氮化鋁和3-5份硅酸鈉溶液共混球磨處理,球磨轉速1000r/min,球磨1h,球磨結束,抽濾、干燥,得到石墨烯聯效劑;
20、s13:將基于鈦-鑭聯效的改性劑、石墨烯聯效劑按照重量比5:7繼續共混球磨處理,球磨轉速1500r/min,球磨2h,球磨結束,抽濾、干燥,得到改性聯效劑。
21、優選地,所述硅酸鈉溶液的質量分數為5-8%。
22、優選地,基于鈦-鑭聯效的改性劑的具體制備方法為:
23、將3-5份鈦酸鍶、2-3份氧化鑭加入到5-8份檸檬酸鈉溶液中,攪拌均勻,得到鈦-鑭液;
24、向5-8份十二烷基苯磺酸鈉溶液中加入3-5份五氧化二鉭、3-5份聚多巴胺共混均勻,得到復調劑;
25、將復調劑、鈦酸鍶液按照重量比5:(7-9)共混攪拌處理,攪拌結束,得到基于鈦-鑭聯效的改性劑。
26、優選地,檸檬酸鈉溶液的質量分數為4-7%;十二烷基苯磺酸鈉溶液的質量分數5-8%;共混攪拌處理的攪拌轉速為450-500r/min,攪拌1h。
27、優選地,所述硅烷液為硅烷偶聯劑kh550、乙醇溶劑和水按照重量比2:7:4共配混合均勻制成。
28、與現有技術相比,本發明具有如下的有益效果:
29、1、本發明磷酸鐵鋰廢料回收再生處理方法先將磷酸鐵鋰廢料、拆解、粉碎和過篩,再通過配合碳酸鋰、草酸亞鐵和磷酸二氫銨共混制成摻混體,加入的填衡劑、改性聯效劑和硅烷液球磨處理,再焙燒改進,廢料回收再生處理得到的產品具有放電比容量性能優異,以及隨著充放電倍率的增加,倍率放電比性能穩定性優異,同時產品的循環容量保持率效果顯著;
30、2、填衡劑采用摻鈰的碳納米管、改性的氧化鋅晶須體共混球磨處理,摻鈰的碳納米管通過碳納米管與硝酸鈰溶液超聲處理,再經過270-280℃的溫度熱處理1h,碳納米管具有高比表面積結構,再配合鈰元素,補強填充到體系中,增強體系界面性以及改進產品體系性能穩定性,同時氧化鋅晶須不僅具有鋅元素特征,同時具有晶須結構,經過改性液攪拌改進后,改性液中的硝酸鋯溶液、氧化硼和質量分數5%的海藻酸鈉溶液以及氧化鎵共混調和,改性液通過硝酸鋯溶液等原料調和協配,經過晶須結構的氧化鋅晶須承載,從而再與摻鈰的碳納米管協配改進,以碳納米管的管狀結構配合晶須的晶須狀結構,通過結構之間的雜化調和,補充到體系中,進一步的增強體系結構的性能穩定性;
31、3、改性聯效劑采用基于鈦-鑭聯效的改性劑和石墨烯聯效劑共混球磨改進,基于鈦-鑭聯效的改性劑采用復調劑、鈦酸鍶液共混攪拌制成,鈦-鑭液以鈦酸鍶、氧化鑭和檸檬酸鈉溶液調和制成,同時復調劑中的十二烷基苯磺酸鈉溶液配合五氧化二鉭以及聚多巴胺調和協調,以鉭、鈦和鑭等原料,摻調到體系中,增強體系的性能效果;
32、4、同時通過復調劑配合鈦-鑭液,采用原料之間的相互補強協調,制成的基于鈦-鑭聯效的改性劑能夠更好的改進優化石墨烯聯效劑,而石墨烯聯效劑采用石墨烯經過硫酸處理,優化其活性效能,再通過氮化鋁和硅酸鈉溶液共混球磨改進,得到的石墨烯聯效劑調和協配于鈦-鑭聯效的改性劑,制成的改性聯效劑在體系中進一步的填補體系結構,以及改性聯效劑與填衡劑協調效果進一步的增強,從而產品的性能與性能穩定性進一步的改進。
1.一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法,其特征在于,所述碳酸鋰、草酸亞鐵、磷酸二氫銨按照li:fe:p的摩爾比0.95:0.95:1的比例混合;磷酸鐵鋰粉料的加入量為混料體總量的25-30%。
3.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法,其特征在于,所述填衡劑的制備方法為:
4.根據權利要求3所述的一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法,其特征在于,所述硝酸鈰溶液的質量濃度為0.5-0.8%;硝酸鋯溶液的質量濃度為4-6%。
5.根據權利要求3所述的一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法,其特征在于,所述碳納米管為多壁碳納米管,多壁碳納米管直徑為50-55nm,長度為30-40μm。
6.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法,其特征在于,所述改性聯效劑的制備方法為:
7.根據權利要求6所述的一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法,其特征在于,所述硅酸鈉溶液的質量分數為5-8%。
8.根據權利要求6所述的一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法,其特征在于,基于鈦-鑭聯效的改性劑的具體制備方法為:
9.根據權利要求8所述的一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法,其特征在于,檸檬酸鈉溶液的質量分數為4-7%;十二烷基苯磺酸鈉溶液的質量分數5-8%;共混攪拌處理的攪拌轉速為450-500r/min,攪拌1h。
10.根據權利要求1所述的一種磷酸鐵鋰廢料的回收再生處理方法,其特征在于,所述硅烷液為硅烷偶聯劑kh550、乙醇溶劑和水按照重量比2:7:4共配混合均勻制成。