LiFePO4和LiCoO2回收廢料的修復改性研究.pdf

1、隨著鋰離子電池在移動電子設備、電動汽車和大型儲能設備等領域的廣泛使用，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，不僅會造成資源上的浪費，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等動力鋰離子電池，且這些方法存在工藝復雜、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，主要內容為：
　?。?）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，振實密度增加。通過實驗并計算，經(jīng)過兩次回收處理后，LiCoO2粉料的回收率可以達到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，在整個工藝過程中實現(xiàn)了對環(huán)境零污染。經(jīng)過添加Li2CO3補鋰再生的LiCoO2材料有著很好的物理和化學性能。尤其在900℃下再生的LiCoO2的各項性能（XRD，SEM，振實密度，粒徑分布，比表面積和pH）都接近商品化產(chǎn)品的性能，其放電比容量達到152.4 mAh g-1，達到了重新用于電池生產(chǎn)的要求。
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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性能的影響。經(jīng)過XRD分析，經(jīng)過熱處理修復后的回收的LiFePO4粉料在結構上沒有發(fā)生變化。經(jīng)過電化學性能測試，在250℃熱處理溫度下的正極粉料放電比容量最高可達到155 mAh g-1，回收的正極粉料的各項性能接近未使用的材料的指標。
　?。?）為了對廢舊動力電池LiFePO4材料進行有效回收處理，研究開發(fā)了新