退役磷酸铁锂材料资源化再利用研究进展

磷酸铁锂电池的产量随着新能源汽车的推广而逐年增加,相应的退役磷酸铁锂电池也大量产生,若不及时处理将会造成环境污染和资源浪费。介绍近几年来退役磷酸铁锂材料资源化再利用的研究进展,包括退役磷酸铁锂材料与集流体分离技术和退役磷酸铁锂材料的再利用技术,其中,退役磷酸铁锂材料的再利用技术包括元素选择性提取、退役磷酸铁锂材料再生等方面,分析了各工艺的优势与不足,最后展望了未来退役磷酸铁锂材料资源化再利用的发展方向。     

废旧动力磷酸铁锂电池中正极材料再生利用综述

磷酸铁锂电池已被广泛运用于电动汽车,随着相关市场的蓬勃发展,在不久的将来会产生大量的废旧磷酸铁锂电池,从环境保护和资源回收的角度来看,先进的回收技术是一种趋势,正向符合绿色化学原则。例如,特定金属的选择性回收和电池材料的直接再生正在试验中,以开发防止二次污染产生的捷径工艺,并在整个回收过程中改善原子经济。本文论述了磷酸铁锂正极材料的再生有一整套的工艺流程,再生之后可以通过改性进一步提高磷酸铁锂正极材料的电化学性能。     

废旧磷酸铁锂电池正极材料回收技术进展

系统地概述了国内外回收处理废旧磷酸铁锂电池正极材料的研究进展,重点介绍了湿法冶金工艺和修复及循环再生工艺这2种技术路线,在此基础上提出了未来发展过程中面临的问题与挑战,以期对未来电池回收研究提供思路。     

磷酸铁锂电池循环初期衰减快原因分析及性能改善

磷酸铁锂电池由于循环性能优异、价格相对低廉、安全性能有保障等诸多优势而备受青睐。磷酸铁锂电池循环曲线的特点是前面衰减很快,到中后期变得平缓。为了挖掘磷酸铁锂电池更长寿命的潜在能力,以磷酸铁锂/石墨电池为研究对象,对衰减较快的前期循环进行了研究,并依据研究结果提出了改善建议。与三元类（NCM）电芯比较,正极材料的首效差异造成磷酸铁锂材料循环衰减快于三元材料,并通过电感耦合等离子体发射光谱（ICP）、X射线衍射（XRD）等手段证实了这一理论。采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP）、能谱（EDS）和差式扫描量热分析（DSC）等多种手段对固体电解质界面（SEI）膜进行了表征,证明磷酸铁锂前期衰减快的原因主要是活性锂的消耗,而损失的活性锂主要用于修复破坏的SEI膜。最后提出一系列改善措施,即通过改善负极颗粒的OI值（活性材料取向指数）、负极涂覆量、负极胶的溶胀、正极比表面积等,可以减缓磷酸铁锂电池前期的衰减速率。     

磷酸铁锂正极材料的制备及性能强化研究进展

橄榄石型磷酸铁锂是目前应用十分广泛的锂离子电池正极材料之一,具有成本低、安全性高、环境友好、循环寿命长和工作电压稳定的特点。近年来,随着CTP技术、刀片电池技术等取得的突破性进展,磷酸铁锂的商业化程度得到了大幅提高。但磷酸铁锂存在电子导电性较差和离子扩散系数低的缺陷,严重限制了锂离子电池的电化学容量,因此开展磷酸铁锂制备工艺和性能强化研究对磷酸铁锂的性能提升具有重要意义。对比了磷酸铁锂电池与其他正极材料锂离子电池的性能差异和发展现状,系统总结了磷酸铁锂正极材料制备与强化的改性方法及相关研究进展与挑战,并提出了未来的发展方向与研究思路。     

锂电池正极材料磷酸铁锂的制备方法

正本发明公布了一种充电电池正极材料磷酸铁及磷酸铁锂的制备方法。首先将磷源、二价铁化合物和氧化剂按一定比例混合,得到混合溶液。将该溶液滴入pH为1.5~9的缓冲液中,得到磷酸铁(FePO_4)沉淀。将磷酸铁产物与锂化合物反应,得到可用作锂电池正极材料的磷酸铁锂(LiFePO_4)产品。     

锂离子电池前驱体磷酸铁合成方法研究现状及展望

磷酸铁的制备工艺和产品质量对磷酸铁锂正极材料的性能、质量、成本等有着直接的影响，如何得到质量稳定、均一性好、低成本的磷酸铁一直是锂电池行业高度关注的热点。介绍磷酸铁合成方法，包括液相沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、空气氧化法、控制结晶法等，并在此基础上对未来磷酸铁合成技术作出展望。     

废旧三元锂离子电池回收技术研究新进展

随着锂离子电池产业的发展,退役三元锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题日益严重。数量庞大的废旧三元锂电池材料蕴含丰富的锂、镍、钴等有价元素,潜在资源量巨大,回收经济价值高,系统地开展废旧三元锂电池材料的回收及再生技术,将有助于防治废旧电池污染、缓解镍钴锂资源短缺压力,促进我国锂电池产业的良性发展。本文介绍了废旧三元锂离子电池中正极、负极材料、电解液回收的研究现状,主要包括正极材料的预处理、酸浸、碱浸出与材料再生、石墨和铜箔回收、电解液回收,着重介绍现阶段材料的制备方法和工艺,简要比较了各种工艺路线的优缺点,探讨了当前废旧三元锂离子电池回收存在的关键共性问题,并提出绿色环保、短流程、低成本、自动化的废旧三元锂离子电池回收利用发展思路。     

废旧磷酸铁锂电池正极材料固相法再生研究进展

新能源汽车的发展带动了锂离子动力电池产销量的增长,其中磷酸铁锂电池（LFPBs）占有较大的市场份额。由于锂离子电池寿命有限,废旧LFPBs数量逐年增加,其含有丰富的金属资源,也存在环境危害,因此开展废旧LFPBs回收研究具有经济效益和环境效益。固相法再生是废旧LFPBs回收的主流方案,为此综述了废旧LFPBs固相法再生的方法,包括无氧化预处理再生和氧化预处理再生,并对比了各种方法的优缺点。无氧化预处理再生法可制备具有良好晶型的正极材料;氧化预处理再生法可控制再生正极材料的含碳量,有助于进一步提升LFPBs的电化学性能。     

从退役磷酸铁锂电池拆解极粉回收电池级磷酸铁研究

退役磷酸铁锂电池拆解得到的极粉废料主要成分为磷酸铁锂、碳黑及磷酸铁锂表面包覆碳等,项目采用碱浸方式去除铝杂质,采用硫酸+过氧化氢选择性提锂,提锂渣直接酸浸分离出石墨碳后回收得到磷酸铁。结果表明：可使极粉中铝含量降低至0.02%,锂的浸出率达98%以上,而铁浸出率在0.3%以下;回收的石墨碳产品纯度98%以上,浸出液合成制备的磷酸铁可以达到电池级。     

富锂锰基材料将成锂电发展主流

富锂锰基材料也许将取代目前在市场上风头正劲的磷酸铁锂，成为未来国内动力锂电池正极材料发展的主流方向。北京大学工学院能源与资源工程系教授夏定国指出，与磷酸铁锂相比，富锂锰基材料具有成本低、容量高、无毒安全等优点，能够满足锂电池在小型电子产品和电动汽车等领域的使用要求。     

沉淀法回收废旧磷酸铁锂电池中的铁和锂

采用NaOH溶液浸泡法分离废旧磷酸铁锂电池的铝箔和正极材料,采用有机溶剂浸泡法分离正极活性物质和粘结剂,采用酸浸-沉淀法回收废旧磷酸铁锂电池中的铁和锂,考察了回收废旧磷酸铁锂电池中的铁和锂,考察了试剂浓度、固液比和反应时间等因素对处理效果的影响,实验结果表明:在NaOH溶液的浓度为0.4 mol/L,NaOH溶液与正极片的液固比(m L/g)为10的条件下,将正极废片在NaOH溶液中浸泡10 min,可以实现铝箔与正极材料的完全分离;在温度为60℃,有机溶剂与正极材料的液固比(m L/g)为10的条件下,将正极材料在有机溶剂NMP中浸泡30 min,可以实现正极活性物质与粘结剂的完全分离;在硫酸浓度为4 mol/L,液固比(m L/g)为10,反应温度为60℃的条件下,将正极活性物质在硫酸-双氧水体系中反应2 h,铁和锂的浸出率分别达到96.4%和97.0%;在浸出液的pH为3时,铁的沉淀率达到99.0%;在除去铁的浸出液中,碳酸钠的用量为200 g/L时,锂的沉淀率达到98.9%。     

新能源汽车动力电池正极材料回收技术进展

综合分析了我国新能源汽车废旧锂电池正极材料的回收再生技术现状，主要包括废旧锂离子电池的预处理工艺、有价金属的选择性提取工艺及锂离子电池正极材料的再合成工艺，并对工艺中各种方法进行对比，分析了优缺点。最后对废旧锂离子电池回收技术发展趋势进行了展望。     

废旧磷酸铁锂正极粉磷酸浸出过程的优化及宏观动力学

随着新能源汽车产业快速发展,磷酸铁锂动力电池退役量爆发式增长,回收需求迫切,但面临回收利用经济性较差的难题。正极材料价值较高,本文提出采用磷酸浸出废旧正极材料以制备电池用磷酸铁,但铝等杂质的分离是关键。本文以含铝的磷酸铁锂正极粉为原料,开展了磷酸浸出过程优化及宏观动力学研究,重点研究了酸料比、浸出温度、液固比、搅拌速度等参数对磷酸铁锂及铝浸出效果的影响规律,并考察了磷酸铁锂在磷酸溶液中浸出的宏观动力学。研究结果表明,在酸料比1.1mL/g、温度20℃、液固比（5∶1)mL/g、搅拌速度400r/min、浸出时间120min条件下,磷酸铁锂浸出率大于93%,铝浸出率小于20%;磷酸铁锂正极粉磷酸浸出过程符合无固态产物层的收缩核模型,表观活化能为24.62kJ/mol,浸出过程受扩散控制。     

磷酸铁锂优缺点及改性研究进展

橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO_4)具有原料来源广泛、循环性能好、对环境无污染等特点,尤其是在高温下的安全性能,使其成为一种应用前景非常广阔的锂电池正极材料。但是,磷酸铁锂的电子导电率和锂离子扩散速率较低,限制了其进一步的市场化应用。介绍了磷酸铁锂的结构与性能之间的关系以及充放电机理,并对其改性方法进行了综述。     

磷酸铁锂制备工艺及研究进展

橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO_4)作为一种新型锂电池正极材料,因其原料来源丰富、价廉、无毒、理论容量高、热稳定性好以及循环性能好等优点近几年备受关注,是下一代锂离子电池的首选材料.本文简要介绍了磷酸铁锂的橄榄石型结构和电化学性能,比较了不同的制备工艺及方法,并针对其电导率低的缺点对目前采用的改性工艺作了总结.     

新疆理化所锂离子电池材料研究取得新进展

中科院新疆理化所在研发成功改性锰酸锂正极材料的基础上近期又研发成功高振实密度和高比能量的磷酸铁锂正极材料．并已完成放大试验。所研制的高振实密度和高比能量的磷酸铁锂正极材料的主要技术指标均达到或接近国外水平。该项目已申请4项国家发明专利．为磷酸铁锂正极材料的应用奠定了基础。     

磷酸铁锂的合成方法和掺杂改性技术

磷酸铁锂是一种锂离子电池的正极材料,具有比容量大,成本低和资源丰富的特点。本文介绍了锂离子电池正极材料磷酸铁锂的合成方法和改性技术。制备方法中重点讲述了固相合成法中的草酸亚铁铁源合成法和三氧化二铁铁源碳热还原合成法。改性技术中主要论述了碳包覆技术及金属离子掺杂改性技术。通过对比,综合了各改性方式的优缺点,指出了现阶段在磷酸铁锂合成和制备技术中存在的问题,并对磷酸铁锂材料的未来发展做了一些展望。     

降低电池级碳酸锂产品中磁性物质含量的措施

电池级碳酸锂是生产锂电池正极材料(主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等)以及电解液的关键核心原料本文分析了电池级碳酸锂产品中磁性物质产生的原因,提出了降低磁性物质含量的措施。     

我国磷酸铁锂改性技术的进展与应用前景

介绍了新型锂离子电池正极材料磷酸铁锂制备与改性技术,特别介绍了我国磷酸铁锂纳米化、离子掺杂、碳包覆等改性技术和水热合成、溶胶—凝胶法等磷酸铁锂制备技术,阐明了改性技术有利于进一步改进电池电化学性能,以适应混合动力汽车与电动汽车动力电池和风能、太阳能储能设备等对锂离子电池要求。基于磷酸铁锂正极材料发展前景,提出了我国传统磷化工行业调整产品结构,对接新能源材料的发展思路。