专利简介:本发明公开了一种提钒弃渣制备锂电池电极材料磷酸铁锂和钛酸锂的方法,该方法包括:(1)铁钛分离:用盐酸浸出提钒弃渣,过滤得到富铁浸出滤液和富钛浸出滤渣;(2)制备磷酸铁锂前驱体:将磷酸加入富铁浸出液中,加入H2O2和氨水,沉淀过滤并烘干,得FePO4粉体;(3)制备LiFePO4锂二次电池正极材料:将FePO4前驱体、Li2CO3及有机碳源混合煅烧,得LiFePO4/C;(4)制备钛酸锂前驱体:给富钛浸出滤渣加入NH3·H2O,加热,再加入H2O2、氨水和浓H2SO4,将滤液加热反应,蒸干得过氧钛化合物;(5)制备Li4Ti5O12锂二次电池负极材料:将过氧钛化合物煅烧,得TiO2;将TiO2与Li2CO3混合,煅烧,得钛酸锂Li4Ti5O12。本发明整体利用提钒弃渣各有价元素,获取高附加值产品,实现了提钒弃渣的高效利用和环境保护。
技术优势:本发明很好地利用了提钒弃渣这种工业大宗固体废弃物为原料,同时合成两种锂电池的电极材料的前驱体,即正极材料磷酸铁锂的前驱体——铁酸锂,以及负极材料钛酸锂的前驱体—二氧化钛,进一步制备出磷酸铁锂LiFePO4正极材料和钛酸锂Li4Ti5O12负极材 料。制备过程中提钒弃渣中除铁、钛外的其他微量金属元素(铝、镁、锰等)均匀分布在前驱体晶粒中,使合成后续电极材料时无需再掺杂,这些掺杂元素能大大提高磷酸铁锂和钛酸锂的电化学性能。
应用情况:因此,本发明特别适合为锂离子电池正极材料磷酸铁锂和负极材料钛酸锂的生产提供优质廉价的铁源和钛源,充分地实现了提钒弃渣各元素的高效和可持续利用,避免了环境污染,附加值利用率高,为规模化生产带来巨大的经济效益和环保社会效益。
应用前景:钛酸锂和磷酸铁锂性能的好坏很大程度上决定于其前驱体的好坏,目前制备磷酸铁锂和钛酸锂的前驱体大多为高纯铁盐或钛盐。而用这些高纯原料制备磷酸铁锂和钛酸锂时又需添加一些对其电化学性能有益的掺杂元素,这些掺杂元素大多在天然矿物中就存在,从而导致流程重复,成本大大增加。因此,直接利用矿物(或废料)制备锂离子电池电极材料的前驱体是降低其生产成本的有效方法。