普魯士類(lèi)鈉離子正極材料及其回收方法技術(shù)

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N普魯士類(lèi)鈉離子正極材料及其回收方法。上述的本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法，包括如下步驟獲得正極材料；采用酸性溶液對(duì)正極材料進(jìn)行清洗或浸泡，調(diào)整溶液A中過(guò)渡金屬離子、亞鐵氰酸根和鈉離子的濃度至預(yù)設(shè)濃度，對(duì)溶液B加入絡(luò)合劑溶液進(jìn)行混合反應(yīng)；對(duì)溶液C進(jìn)行過(guò)濾，得到濾渣；對(duì)濾渣進(jìn)行干燥，得到普魯士類(lèi)鈉離子正極材料。上述的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法，能夠?qū)U棄的普魯士類(lèi)鈉電池中低毒的[Fe(CN)6]4?

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
普魯士類(lèi)鈉離子正極材料及其回收方法


[0001]本專利技術(shù)涉及電池
，特別是涉及一種普魯士類(lèi)鈉離子正極材料及其回收方法。

技術(shù)介紹

[0002]普魯士類(lèi)鈉離子正極材料是一類(lèi)具有開(kāi)放式框架結(jié)構(gòu)的鈉離子電池正極材料。它屬于金屬
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有機(jī)物框架結(jié)構(gòu)，晶格中金屬與鐵氰根按Fe—C≡N—M排列形成三維結(jié)構(gòu)骨架，F(xiàn)e離子和金屬M(fèi)離子按立方體狀排列，C≡N根位于立方體的棱上。這類(lèi)材料屬于立方晶系，粒子尺寸約為20～50nm，其擁有三維的鈉離子嵌脫通道。
[0003]它的優(yōu)勢(shì)主要有三點(diǎn)：(1)剛性的框架結(jié)構(gòu)和開(kāi)放性的大孔隙、位點(diǎn)保證離子半徑較大的鈉離子可以可逆的嵌脫而不會(huì)使材料結(jié)構(gòu)改變；(2)因?yàn)榫哂须p電子的氧化還原反應(yīng)，普魯士類(lèi)鈉離子正極材料的理論容量高達(dá)170mAhg
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1；(3)合成過(guò)程簡(jiǎn)單，低毒且成本低使得該種材料適于大規(guī)模生產(chǎn)；(4)普魯士類(lèi)鈉離子正極材料相對(duì)于鋰電池材料甚至其它鈉離子電池正極材料，具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。因此，使得普魯士類(lèi)正極材料逐漸走向產(chǎn)業(yè)化，從而使得普魯士類(lèi)鈉離子電池也走向產(chǎn)業(yè)化。
[0004]但是，產(chǎn)業(yè)化的普魯士類(lèi)鈉離子電池將會(huì)產(chǎn)生大量廢棄的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料，而普魯士類(lèi)鈉離子正極材料中含有低毒的[Fe(CN)6]4?
，若直接丟棄將會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的壓力，破壞生態(tài)平衡。因此，如何處理這些廢棄的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0005]本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種提高亞鐵氰酸根回收率，以減輕對(duì)環(huán)境的壓力，且得到再生性能好的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料及其回收方法。
[0006]本專利技術(shù)的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0007]一種普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法，包括如下步驟：
[0008]獲得正極材料；
[0009]采用酸性溶液對(duì)所述正極材料進(jìn)行清洗或浸泡，得到溶液A；
[0010]調(diào)整所述溶液A中過(guò)渡金屬離子、亞鐵氰酸根和鈉離子的濃度至預(yù)設(shè)濃度，得到溶液B；
[0011]對(duì)所述溶液B加入絡(luò)合劑溶液進(jìn)行混合反應(yīng)，得到溶液C；
[0012]所述溶液C進(jìn)行過(guò)濾，得到濾渣；
[0013]對(duì)所述濾渣進(jìn)行干燥，得到普魯士類(lèi)鈉離子正極材料。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述酸性溶液為非氧化性酸溶液。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述溶液A的pH為3～6。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述絡(luò)合劑溶液包括馬來(lái)酸、枸杞酸、檸檬酸、EDTA、檸檬酸鈉和氨水中的至少一種。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述絡(luò)合劑溶液的濃度為0.4mol/L～15mol/L。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述過(guò)渡金屬離子的預(yù)設(shè)濃度為0.4mol/L～2mol/L；及
[0019]所述亞鐵氰酸根的預(yù)設(shè)濃度為0.3mol/L～0.6mol/L；及
[0020]所述鈉離子的預(yù)設(shè)濃度為0.3mol/L～0.6mol/L。
[0021]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在PH為6.5～9.5和惰性氣氛條件下進(jìn)行混合反應(yīng)。
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述干燥的條件：溫度為50℃～80℃，時(shí)間8h～12h。
[0023]在其中一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述溶液C進(jìn)行過(guò)濾得到的濾液進(jìn)行回收利用。
[0024]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述酸性溶液為不與過(guò)濾金屬發(fā)生反應(yīng)的無(wú)機(jī)酸。
[0025]一種普魯士類(lèi)鈉離子正極材料，采用上述任一實(shí)施例中所述的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法生產(chǎn)得到的。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0027]上述的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法，采用酸性溶液對(duì)正極材料進(jìn)行清洗或浸泡，使得正極材料上的活性物質(zhì)能夠溶解在酸性溶液中，以得到溶液A，即正極材料中的過(guò)渡金屬離子、鈉離子與亞鐵氰酸根等溶于酸的物質(zhì)游離在酸性溶液中形成溶液A，然后調(diào)整溶液A中過(guò)渡金屬離子濃度、亞鐵氰酸根的濃度和鈉離子至預(yù)設(shè)濃度，再對(duì)溶液B和絡(luò)合劑溶液進(jìn)行混合反應(yīng)，以使亞鐵氰酸根能夠與過(guò)渡金屬離子和鈉離子發(fā)生沉淀反應(yīng)，生成普魯士類(lèi)晶體，最后對(duì)溶液C進(jìn)行過(guò)濾，并對(duì)過(guò)濾后的濾渣進(jìn)行干燥，以得到再生性能好的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料。采用上述的回收方法，能夠?qū)U棄的普魯士類(lèi)鈉電池中低毒的[Fe(CN)6]4?
進(jìn)行回收利用，避免了直接丟棄的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料對(duì)環(huán)境造成較大的壓力，從而保護(hù)了生態(tài)平衡。此外，生產(chǎn)得到的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料的再生性能好，符合市面的要求，可以直接投入生產(chǎn)中，從而降低了普魯士類(lèi)鈉離子電池的生產(chǎn)成本。
附圖說(shuō)明
[0028]為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本專利技術(shù)的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0029]圖1為本專利技術(shù)一實(shí)施方式的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法的流程圖；
[0030]圖2本專利技術(shù)一實(shí)施方式的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料產(chǎn)品的SEM圖。
具體實(shí)施方式
[0031]為了便于理解本專利技術(shù)，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本專利技術(shù)的較佳實(shí)施方式。但是，本專利技術(shù)可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施方式。相反地，提供這些實(shí)施方式的目的是使對(duì)本專利技術(shù)的公開(kāi)內(nèi)容理解的更加透徹全面。
[0032]需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類(lèi)似的表述只是為了說(shuō)明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。
[0033]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本專利技術(shù)的
的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本專利技術(shù)的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于抑制本專利技術(shù)。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0034]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法，包括如下步驟：獲得正極材料；采用酸性溶液對(duì)所述正極材料進(jìn)行清洗或浸泡，得到溶液A；調(diào)整所述溶液A中過(guò)渡金屬離子、亞鐵氰酸根和鈉離子的濃度至預(yù)設(shè)濃度，得到溶液B；對(duì)所述溶液B加入絡(luò)合劑溶液進(jìn)行混合反應(yīng)，得到溶液C；所述溶液C進(jìn)行過(guò)濾，得到濾渣；對(duì)所述濾渣進(jìn)行干燥，得到普魯士類(lèi)鈉離子正極材料。
[0035]上述的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法，采用酸性溶液對(duì)正極材料進(jìn)行清洗或浸泡，使得正極材料上的活性物質(zhì)能夠溶解在酸性溶液中，以得到溶液A，即正極材料中的過(guò)渡金屬離子、鈉離子與亞鐵氰酸根等溶于酸的物質(zhì)游離在酸性溶液中形成溶液A，然后調(diào)整溶液A中過(guò)渡金屬離子濃度、本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法，其特征在于，包括如下步驟：獲得正極材料；采用酸性溶液對(duì)所述正極材料進(jìn)行清洗或浸泡，得到溶液A；調(diào)整所述溶液A中過(guò)渡金屬離子、亞鐵氰酸根和鈉離子的濃度至預(yù)設(shè)濃度，得到溶液B；對(duì)所述溶液B和絡(luò)合劑溶液進(jìn)行混合反應(yīng)，得到溶液C；對(duì)所述溶液C進(jìn)行過(guò)濾，得到濾渣；對(duì)所述濾渣進(jìn)行干燥，得到普魯士類(lèi)鈉離子正極材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法，其特征在于，所述酸性溶液為非氧化性酸溶液。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法，其特征在于，所述溶液A的pH為3～6。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法，其特征在于，所述絡(luò)合劑溶液包括馬來(lái)酸、枸杞酸、檸檬酸、EDTA、檸檬酸鈉和氨水中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的普魯士類(lèi)鈉離子正極材料回收方法，其特征在于，所述絡(luò)合劑溶液的濃度為...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝英豪，李?lèi)?ài)霞，余海軍，李長(zhǎng)東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖南邦普循環(huán)科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：