LiFePO4和LiCoO2回收廢料的修復(fù)改性研究.pdf

1、隨著鋰離子電池在移動(dòng)電子設(shè)備、電動(dòng)汽車和大型儲(chǔ)能設(shè)備等領(lǐng)域的廣泛使用，鋰離子電池的使用量急劇增加。所以在將來會(huì)產(chǎn)生大量的廢舊鋰離子電池，如何正確有效的處理這些廢舊電池是一個(gè)亟待解決的問題。一般情況下，對廢舊鋰離子電池的利用，主要是回收有價(jià)值的材料。而且如果對廢舊鋰離子電池不經(jīng)過處理，或著處理不得當(dāng)，不僅會(huì)造成資源上的浪費(fèi)，而且對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染。
　　目前，用于鋰離子電池的回收處理技術(shù)不多。這些方法只適用于含有鈷、鎳等稀有金屬的

2、數(shù)碼鋰離子電池的回收，如：LiCoO2、Ni-Co-Mn三元等類型，而不適用于回收處理不含有鈷、鎳等金屬元素的鋰離子電池，如：LiFePO4、LiMn2O4等動(dòng)力鋰離子電池，且這些方法存在工藝復(fù)雜、成本高、易對環(huán)境造成污染的問題，因此開發(fā)簡單、成本低、綠色的回收改性方法尤為必要。相對于其它的正極材料， LiCoO2和LiFePO4材料分別在數(shù)碼鋰離子電池和動(dòng)力鋰離子電池中具有代表性。所以本課題的主要研究正極LiFePO4材料和LiCoO

3、2材料的回收處理和改性修復(fù)，主要內(nèi)容為：
　?。?）采用溶劑法回收處理電池生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的LiCoO2邊角料，研究不同熱處理溫度對回收LiCoO2粉料的影響。在250℃熱處理溫度下LiCoO2粉料的放電比容量和容量保持率是最好的，接近原始材料的電化學(xué)性能。與未經(jīng)過熱處理LiCoO2粉料相比，熱處理后的LiCoO2粉料的粒徑減小，振實(shí)密度增加。通過實(shí)驗(yàn)并計(jì)算，經(jīng)過兩次回收處理后，LiCoO2粉料的回收率可以達(dá)到91.88％。

4、　　（2）采用綠色的工藝回收處理廢舊數(shù)碼鋰離子電池中LiCoO2材料。廢舊LiCoO2電池經(jīng)過放電、拆解、分離和回收，在整個(gè)工藝過程中實(shí)現(xiàn)了對環(huán)境零污染。經(jīng)過添加Li2CO3補(bǔ)鋰再生的LiCoO2材料有著很好的物理和化學(xué)性能。尤其在900℃下再生的LiCoO2的各項(xiàng)性能（XRD，SEM，振實(shí)密度，粒徑分布，比表面積和pH）都接近商品化產(chǎn)品的性能，其放電比容量達(dá)到152.4 mAh g-1，達(dá)到了重新用于電池生產(chǎn)的要求。
　?。?）

5、采用溶劑法回收處理電池生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的LiFePO4邊角料。研究不同熱處理溫度，對回收的LiFePO4正極粉料物理和化學(xué)性能的影響。經(jīng)過XRD分析，經(jīng)過熱處理修復(fù)后的回收的LiFePO4粉料在結(jié)構(gòu)上沒有發(fā)生變化。經(jīng)過電化學(xué)性能測試，在250℃熱處理溫度下的正極粉料放電比容量最高可達(dá)到155 mAh g-1，回收的正極粉料的各項(xiàng)性能接近未使用的材料的指標(biāo)。
　?。?）為了對廢舊動(dòng)力電池LiFePO4材料進(jìn)行有效回收處理，研究開發(fā)了新