基于过期葡萄糖酸亚铁和废锂箔制备高性能LiFePO_(4)/C正极的研究

近几年,锂离子电池的市场需求剧增,导致原材料价格暴涨。为此,分别将过期葡萄糖酸亚铁和废锂箔与H_(3)PO_(4)反应生成Fe_(3)(PO_(4))2/葡萄糖酸钠磷酸酯和Li_(3)PO_(4)粉末,然后采用磷酸铁工艺制备LiFePO_(4)/C纳米颗粒,并研究其储锂性能。研究结果表明,LiFePO_(4)/C正极在1.0C循环300圈后的可逆容量和容量保持率分别高达129.3mAh/g和97.0%,与商业LiFePO_(4)正极材料性能相当,这可能归功于纳米颗粒及碳层之间的协同效应。该研究降低了LiFePO_(4)的制备成本和环境排放。

锂电池正极废料选择性解离与高效分选技术研究

采用机械力和温度耦合作用的解离技术,通过调控选择性解离工艺参数,使正极材料脱落,同时铝箔球化。结果表明,喂料电机频率40 Hz、循环风机频率40 Hz、解离设备频率50 Hz时,选择性解离效果较好,-1.7+0.075 mm粒级铝箔实现球化,-0.075+0.048 mm粒级和-0.048 mm粒级正极材料颗粒表面粗糙,被有机黏结剂包裹,最终得到正极片解离率为96.35%、正极材料单次回收率为94.95%、Al杂质含量小于0.15%的指标。基于机械力和温度耦合的选择性解离技术能够实现正极片的高效分离分选,缩短电池处理流程,实现金属高效富集。

废旧锂离子电池负极片的硫酸浸出回收研究

废旧锂离子电池负极片中含有铜、锂和石墨,对其回收具有一定的经济价值。采用硫酸溶液作为浸出剂,研究了硫酸浓度、浸出时间、浸出温度对负极片中锂的浸出以及石墨与铜箔分离的影响。结果表明,在浸出时间为5 min、硫酸浓度为0.9 mol/L时,铜箔与负极石墨可以完全分离,铜箔以金属的形式回收;在浸出温度为40℃、硫酸浓度为1.8moL/L、浸出时间为50 min、固液比60 g/L时,石墨中的锂几乎全部浸出进入溶液中,可实现锂与石墨的完全分离。

用电解法分离正极粉末和铝集流体试验研究

研究了采用电解法剥离镍钴锰酸锂Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2(NCM523)电池正极片,用线性扫描伏安法测定铝箔保护电位,考察硫酸浓度和电流密度对铝箔分离效果的影响。结果表明:在硫酸浓度1.2mol/L、电流0.5A条件下,铝溶损率为2.9%,铝集流体中镍钴锰质量分数小于0.1%,低于检测下限。对比酸洗剥离法,电解法剥离的铝箔明显更加光滑,腐蚀程度更低。

基于铁锈红和废锂箔制备LiFePO_(4)/C正极材料的储锂性能

磷酸铁锂电池的需求大、市场垄断而导致原材料价格日益高涨。以铁锈红和废锂箔为原材料,采用磷酸铁工艺制备了LiFePO_(4)/C粉末,并测试其电化学储锂性能。结果表明:LiFePO_(4)/C粉末由粒径尺寸为110~400nm的颗粒组成,在1.0C循环350圈后的可逆比容量和容量保持率分别为129.7mAh/g和98.0%,与商业LiFePO_(4)正极材料性能相当。可见,该结果降低了LiFePO 4的制备成本,有利于循环经济和可持续发展。