一种磷化渣制备多元掺杂磷酸铁锂的方法
1.技术领域
2.本发明涉及一种磷化渣制备多元掺杂磷酸铁锂的方法。
3.
背景技术：
4.中国专利cn102593450a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。先对磷化渣进行酸洗，制得含zn、ca、ni等金属元素的粗品磷酸铁。然后以该粗品磷酸铁为原料，采用碳热还原高温固相法制备出磷酸铁锂。该方法制备粗品磷酸铁过程，处理过于简单，磷酸铁中金属元素杂质残余量偏大，不利用后面磷酸铁锂的制备。
5.中国专利cn105810943a公开了一种利用磷化渣制备锌掺杂磷酸铁锂的方法。先用两种无机酸先后对磷化渣进行洗涤除杂，得含微量锌的磷酸铁。然后以该磷酸铁采用碳热还原高温固相法制备出磷酸铁锂。该方法需在酸性介质体系下采取高温高压反应，反应条件相对苛刻。
6.
技术实现要素：
7.基于此，有必要针对上述问题，提供一种磷化渣制备多元掺杂磷酸铁锂的方法。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磷化渣制备多元掺杂磷酸铁锂的方法，所述方法包括以下步骤：步骤a：磷化渣与盐酸混合，搅拌溶解，根据溶液中铁磷比值，添加铁盐、铁的氧化物或者磷酸调节铁磷比后抽滤，收集滤液；步骤b：对滤液进行蒸馏，蒸馏过程中加入表面活性剂溶液，待磷酸铁从溶液中析出后抽滤、洗涤滤饼并烘干、煅烧得成品无水磷酸铁；步骤c：向所述步骤b所得磷酸铁中加入锂源、碳源，以水为介质进行混合、研磨，将得到的浆料进行喷雾干燥，得烧结前驱体粉末；步骤d：将所述步骤c所得前驱体粉末在惰性气体保护下，于600℃～800℃焙烧6～12小时，得到微量金属元素掺杂磷酸铁锂。
9.进一步的，所述步骤a中的所述盐酸的浓度为10%～38%。
10.进一步的，所述步骤b中所述蒸馏的加热温度为80℃～200℃。
11.进一步的，所述步骤b中所述表面活性剂为磺酸盐类表面活性剂或硫酸盐类表面活性剂中的至少一种。
12.进一步的，所述步骤b中磷酸铁的烘干温度80℃～150℃。
13.进一步的，所述步骤b中磷酸铁的煅烧温度400℃～700℃。
14.相对于现有技术而言，本发明的一种磷化渣制备多元掺杂磷酸铁锂的方法，反应条件相对简单，磷酸铁中金属元素杂质残余量较小，利用后面磷酸铁锂的制备。
具体实施方式
15.本发明提供一种磷化渣制备多元掺杂磷酸铁锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a：磷化渣与盐酸混合，搅拌溶解，根据溶液中铁磷比值，添加铁盐、铁的氧化物或者磷酸调节铁磷比后抽滤，收集滤液；步骤b：对滤液进行蒸馏，蒸馏过程中加入表面活性剂溶液，待磷酸铁从溶液中析出后抽滤、洗涤滤饼并烘干、煅烧得成品无水磷酸铁，该磷酸铁中含有微量zn、al、cr、ti 等元素；步骤c：向所述步骤b所得磷酸铁中加入锂源、碳源，以水为介质进行混合、研磨，将得到的浆料进行喷雾干燥，得烧结前驱体粉末；步骤d：将所述步骤c所得前驱体粉末在惰性气体保护下，于600℃～800℃焙烧6～12小时，得到微量金属元素掺杂磷酸铁锂。
16.进一步的，所述步骤a中的所述盐酸的浓度为10%～38%。
17.进一步的，所述步骤b中所述蒸馏的加热温度为80℃～200℃。
18.进一步的，所述步骤b中所述表面活性剂为磺酸盐类表面活性剂或硫酸盐类表面活性剂中的至少一种。
19.进一步的，所述步骤b中磷酸铁的烘干温度80℃～150℃。
20.进一步的，所述步骤b中磷酸铁的煅烧温度400℃～700℃。
21.相对于现有技术而言，本发明的一种磷化渣制备多元掺杂磷酸铁锂的方法，反应条件相对简单，磷酸铁中金属元素杂质残余量较小，利用后面磷酸铁锂的制备。
22.实施例1取干磷化渣20克，加入100毫升15%盐酸，搅拌溶解12小时。测完溶液中磷铁摩尔比后，添加三氯化铁，将溶液中磷、铁摩尔比调成1.1：1，抽滤，收集滤液。将滤液加入到蒸馏瓶中，加热温度150℃，边加热边搅拌，同时向蒸馏瓶中添加0.2%浓度的十二烷基磺酸钠，如果出现泡沫及时清除。待磷酸铁析出后，停止加热，抽滤，并用去离子水多次洗涤滤饼。滤饼先用90℃ 烘干，然后在500℃下烧2小时，得多元掺杂的无水磷酸铁。
23.将无水磷酸铁研磨成粉，按锂、铁摩尔比1.02:1加入碳酸锂，按磷酸铁重量的10%加入葡萄糖，用去离子水搅拌制成固含量30%的浆料。浆料加入小型纳米研磨机，粒径研磨到微纳米级别，然后进行喷雾干燥。干燥所得干粉在箱式气氛炉，氮气保护下煅烧，730℃煅烧8小时，得磷酸铁锂材料。将所得磷酸铁锂制成扣式电池，其0.1c首次放电容量为158.2mah/g。
24.实施例2取干磷化渣20克，加入100毫升25%盐酸，搅拌溶解12小时。测完溶液中磷铁摩尔比后，添加氧化铁，将溶液中磷、铁摩尔比调成1:1，抽滤，收集滤液。将滤液加入到蒸馏瓶中，加热温度130℃，边加热边搅拌，同时向蒸馏瓶中添加0.2%浓度的十二烷基硫酸钠，如果出现泡沫及时清除。待磷酸铁析出后，停止加热，抽滤，并用去离子水多次洗涤滤饼。滤饼先用90 ℃ 烘干，然后在500℃下煅烧2小时，得多元掺杂的无水磷酸铁。
25.将无水磷酸铁研磨成粉，按锂、铁摩尔比1.02:1加入碳酸锂，按磷酸铁重量的10%加入葡萄糖，用去离子水搅拌制成固含量30%的浆料。浆料加入小型纳米研磨机，粒径研磨
到微纳米级别，然后进行喷雾干燥。干燥所得干粉在箱式气氛炉，氮气保护下煅烧，730度煅烧8小时，得磷酸铁锂材料。将所得磷酸铁锂制成扣式电池，其0.1c首次放电容量为157.5mah/g。
26.上述仅对本发明中的具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本发明的保护范围。