退役磷酸铁锂电池正极材料修复再生技术

本文通过对磷酸铁锂电池失效机理的评估,进一步论证退役磷酸铁锂正极材料修复再生的可行性,并根据不同的电池拆解技术及正极材料修复再生方法,判断固相合成法并由此发展的精细拆解技术与装备的开发,将成为退役磷酸铁锂电池正极材料修复再生技术的关键。     

磷酸铁锂废粉硫酸氢钠焙烧回收工艺研究

随着磷酸铁锂电池新能源车产销量迅速增长，如何有效回收废旧磷酸铁锂动力电池并实现有价金属的资源化利用已成为研究热点。提出一种钠盐辅助焙烧磷酸铁锂废粉和水浸回收锂盐的工艺。在氧气气氛中磷酸铁锂废粉与一水硫酸氢钠反应生成硫酸钠锂、磷酸铁、三氧化二铁，然后通过选择性浸出、分离、沉淀得到纯度高达99.58%的磷酸锂、纯度达到99.6%的磷酸铁。对一水硫酸氢钠与磷酸铁锂废粉质量比、氧化焙烧温度、焙烧保温时间和焙烧产物水浸时间等工艺条件进行了研究，结果表明一水硫酸氢钠与磷酸铁锂废粉质量比为1.6、氧化焙烧温度为600℃、焙烧保温时间为60 min、焙烧产物室温水浸时间为70 min为最佳回收工艺参数，在此条件下锂离子浸出率为98.7%。该工艺在温和条件下实现了有价金属的选择性回收，有助于废旧磷酸铁锂电池资源化利用。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

支撑国家新能源战略发展的锂资源开发

锂作为支撑新能源战略发展的核心元素,其开发与供给与国民经济息息相关。在“双碳”目标下,中国对锂及其化合物的需求急速上涨,是全球最大的锂消费国,对外依存度高。世界范围内锂资源主要赋存于矿石和盐湖卤水中,是当今国内外锂资源开发的重中之重;随着循环理念与技术的发展,城市矿山中二次锂资源的开发将彰显巨大潜力。总结了从硬岩锂矿、盐湖卤水、退役锂电池中提锂的工业方法及新技术研究进展。其中,硬岩矿提锂工艺的发展方向是低耗减碳;卤水提锂技术应因地制宜、一湖一策,多元分离技术组合应成为未来锂工程建设的最佳选择;重视退役锂电池材料再制备技术研究,可以大大降低锂电发展对自然资源的依赖,是新能源战略可持续发展不可或缺的一环。     

中天科技成功研发动力电池关键材料 打通产业链

<正>日前,中天科技(600522)利用现有研发平台,向储能电池上游材料延伸,实现了对锂离子电池的关键正极材料磷酸铁锂的成功研发。至此,打通了中天锂电池从原材料到系统应用的全产业链。据悉,公司磷酸铁锂生产将采用全自动化的生产设备和环保无污染的创新性工艺路线,可有效解决磷酸铁锂的导电性差和离子扩散速度低的劣势,样品材料相较同行在低温、倍率及循环等综合性能方面提高了15%以上。除此之外,通过采用新生产工艺并对各项技术参数进行了优化,极大的降低了磷酸铁锂的生产成本,并可确保批次之间材料的一致性。高性能、     

基于磷酸铁锂提锂渣的电池级磷酸铁制备工艺研究

目前在磷酸铁锂电池正极材料回收时往往仅回收其中经济价值高的锂元素，而产生的提锂渣中大量磷酸铁因杂质中的铝元素脱除困难导致无法回收利用，造成了巨大的资源浪费。为此，提出了一种使用硝酸浸提磷酸铁的方法。首先在浸出液中加入甲醇电解还原浸出液中的铁离子，再向还原液中加入氢氟酸作为沉淀剂脱除酸浸液中的铝离子，脱铝后的酸浸液用过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，再加入甲醛并加热沉淀出电池级磷酸铁。研究结果表明：在浸取温度70℃、硝酸浓度5 mol/L、酸浸40 min的条件下，Fe的浸出率为92.7%;经电解还原亚铁后脱铝制备出了Al质量分数仅为72 mg/kg的磷酸铁，满足HG/T 4701-2021《电池用磷酸铁》的Ⅱ型标准。该方法为磷酸铁锂提锂渣的回收利用提供了一条新思路。     

磷酸铁锂电池材料知识演进及发展趋势的可视化分析

本文从文献计量分析视角出发，对磷酸铁锂(LiFePO₄,LFP)电池材料研究领域的SCI-E论文进行梳理分析。利用CiteSpace6工具，基于SCI-E数据库构建了LFP电池材料研究领域的突显词时区图谱和关键词聚类可视化知识图谱，探究了LFP电池材料知识演进及可视化发展趋势。通过LFP电池材料突显词时区图谱，发现LFP电池材料的知识演进路径由制备方法延伸至应用领域的性能研究，最后到退役LFP电池材料的回收再利用。通过LFP电池材料关键词聚类可视化知识图谱发现，LFP电池材料的代表性发展趋势涉及动力电池性能提升技术、退役电池回收再利用和电池在线热失控管理等。     

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。     

一种掺杂合成正极材料磷酸铁锂的方法

本发明公开了一种掺杂合成正极材料磷酸铁锂的方法,包括如下步骤：1）将含有锂、铁和磷离子物质的量之比为（O．9—0．999）：1：1的化合物混合,再加入占磷酸铁锂物质的量1％-30％（碳量）的碳源,搅拌后形成混合物;2）在上述混合物中添加含有0．001～0．1mol钠离子或钾离子的化合物,球磨1～20h形成前驱体;3）将前驱体置入200—400℃惰性气氛中预处理1—15h,冷却后再球磨1～10h,然后再置入500～900℃惰性气氛中保温1—48h,自然冷却后得到磷酸铁锂正极材料。本发明所述掺杂合成磷酸铁锂正极材料的方法,不仅使合成的磷酸铁锂化学成分均匀性、结晶性好,不含杂相,粒径分布均匀,振实密度高,而且使合成的磷酸铁锂导电率高,充放电性能和循环性能好,适合磷酸铁锂正极材料的工业化生产。     

基于中国专利的钛酸锂发展趋势分析

随着国家对新能源汽车的重视,动力电池的发展方向主要包括磷酸铁锂电池、三元电池和钛酸锂电池。而由于钛酸锂电池具有寿命长、功率高、安全性强等特点,其可以应用于城市公交、储能、工业化设备等领域。通过系统检索中国钛酸锂专利文献,对钛酸锂在中国的发展趋势、竞争格局、技术领域、应用市场等进行了数据挖掘和分析。分析表明,钛酸锂的制备技术依旧没有达到成熟,钛酸锂制备技术的主流依旧是改性;解决或缓解钛酸锂电池的胀气问题,主要是进行钛酸锂材料的改性、电解液改性及化成方法的改进为主;钛酸锂技术主要来自于中日美,并且中国为主要市场;钛酸锂的应用领域逐渐开始扩展,但主要集中于新能源汽车和储能领域,在其他领域的应用还有非常大的市场潜力,这将会是钛酸锂领域未来专利申请的趋势所在。     

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。     

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。     

磷酸铁锂电池铁溶解对电池性能的影响

研究了铁溶解对于磷酸铁锂/石墨体系电池性能的影响。对磷酸铁锂与电解液的相容性做了研究,配制了溶解了铁盐的电解液并制成已经商品化的方形电池,在0.5C下进行循环性能的测试,并在常温和55 ℃高温的情况下进行搁置实验。结果表明,铁的溶解并没有对磷酸铁锂电池容量衰减及自放电造成特别明显的影响,说明铁的溶解不是磷酸铁锂电池容量衰减及自放电大的主要原因。     

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。