以磷化废渣为主要原料制备多元掺杂磷酸铁锂的方法

摘要

本发明公开了一种以磷化废渣为主要原料制备多元掺杂磷酸铁锂的方法，属于锂离子电池正极材料制备技术领域。该方法通过氧化和酸洗的方法从磷化废渣中得到以磷酸铁为主、同时含有适量Zn、Ca、Cr、Mn、Al、Ni、Mg、Ti等的磷酸盐的混合物。以此为主要原料，按化学计量比配入Li，在N₂或Ar等惰性气体保护下焙烧合成多元掺杂磷酸铁锂。该方法制备多元掺杂磷酸铁锂所用的Fe、P和各掺杂元素均来自磷化废渣，从而解决了传统的制备多元掺杂磷酸铁锂的原料单纯依赖大量的各种电池级原料的技术难题，在显著降低磷酸铁锂制备成本的同时，也为危险固体废弃物磷化废渣的无害化、高附加值利用提供了新途径。

主权项

以磷化废渣为主要原料制备多元掺杂型磷酸铁锂的方法，其特征在于该方法具体步骤如下：（1）向所述磷化废渣中滴加少量氧化剂或对磷化废渣进行曝气处理，氧化处理至磷化废渣中淡绿色彻底消失而转为淡黄色或黄白色，然后向所述磷化废渣中滴加少量稀磷酸；（2）将步骤（1）预处理过的磷化废渣先用适量无机酸清洗，抽滤后向滤液滴加过量氢氧化钠溶液直至有明显红色沉淀为止，然后对滤渣用自来水清洗3~5遍后抽滤、烘干即得到制备多元掺杂型磷酸铁锂前驱体的主要原料；（3）用Li源材料LiOH·H₂O或Li₂C₂O₄，对所述步骤（2）得到的磷化废渣原料进行配Li调质，使Li：P的摩尔比=（1~1.05）：1或者使Li：（Fe+M）的摩尔比=（1~1.05）：1，即得到制备多元掺杂型磷酸铁锂的前驱体，其中M指多种有益掺杂元素，包括Zn、Ca、Cr、Mn、Al、Ni、Mg、Ti；（4）将上述前驱体以300~500r/min球磨4~8小时后，与碳源按摩尔比Li:C=1：（0.2~1.5）进行混合，所述碳源为烯烃类聚合物或葡萄糖或石墨，在N₂或Ar惰性气体保护下，于600℃~800℃焙烧5~10小时，得到目标产物：多元掺杂型磷酸铁锂。