利用废旧锂离子电池低磁场制备钴铁氧体磁致伸缩材料的方法

摘要

本发明公开了一种利用废旧锂离子电池低磁场制备钴铁氧体磁致伸缩材料的方法，属于废旧锂离子电池再资源化及磁致伸缩材料制备技术领域。本发明的技术方案要点为：利用废旧锂离子电池低磁场制备钴铁氧体磁致伸缩材料的方法，通过溶胶-凝胶-水热耦合的方法利用废旧锂离子电池制得了在低场下磁致伸缩性能较高的钴铁氧体磁致伸缩材料。本发明实现了废旧锂离子电池再资源化，不仅节约能源而且保护环境，制得的钴铁氧体磁致伸缩材料在低场下具有较高的磁致伸缩性能，在压力传感器、制动器、非接触式传感器、声纳探索以及磁力弹射装置中具有较为显著的应用。

主权项

利用废旧锂离子电池低磁场制备钴铁氧体磁致伸缩材料的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）选择以钴酸锂和磷酸铁锂为正极材料的废旧锂离子电池，将废旧锂离子电池拆分得到的正极活性材料与硫酸/双氧水混合溶液按固液比1:2‑6g/mL浸取，将浸取液过滤后用氢氧化钠调节pH=9‑10，完全沉淀滤液中的Fe³⁺和Co²⁺，过滤用去离子水清洗滤渣，然后用硝酸溶解并滤去不容物；（2）用原子吸收分光光度计测量过滤后的硝酸溶解液中的Fe³⁺和Co²⁺的含量，并用Co(NO₃)₂·6H₂O或Fe(NO₃)₃·9H₂O调节溶解液中Fe³⁺和Co²⁺的摩尔比为2:1，于80℃水浴加热，在溶解液中加入柠檬酸，其中柠檬酸与Fe³⁺和Co²⁺总摩尔量的摩尔比为1:1，调节溶液的pH=5‑7，在80℃水浴中加热至溶解液呈凝胶状，将凝胶于120℃干燥至干凝胶后在200℃自蔓延处理2h得到前驱体，将前驱体放入反应釜中并加入去离子水，于140‑200℃水热反应，反应产物过滤、洗涤、干燥得到钴铁氧体粉末；（3）在钴铁氧体粉末中滴加钴铁氧体粉末质量3%‑5%的质量浓度为8%‑10%的聚乙烯醇粘结剂，研磨使钴铁氧体粉末与聚乙烯醇粘结剂混合均匀，然后过80‑120目筛造粒，将造粒后的混合物加到直径为10mm的模具中，于10‑15MPa的压力下压制成10mm*20mm的圆柱样品坯体；（4）将圆柱样品坯体于100℃保温60min除去水分后自然冷却至室温，然后在马弗炉内以5℃/min的升温速率升温至600‑650℃并保温360min除去聚乙烯醇粘结剂后随炉温降至室温，最后在高温炉内以5℃/min的升温速率升温至1000‑1300℃并保温600‑1200min煅烧，随炉温降至300‑500℃在3000‑5000Oe的外加磁场下保持180‑300min，再自然冷却至室温即制得表面光滑平整的钴铁氧体磁致伸缩材料。