一種廢舊鋰離子動(dòng)力電池負(fù)極材料的回收再利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢舊裡離子電池材料的回收技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種廢舊裡離子動(dòng)力 電池負(fù)極材料的回收再利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年來，得益于我國政府不斷的政策扶持，社會(huì)大眾環(huán)保意識(shí)的逐步加強(qiáng)，W及 國內(nèi)一批高校，科研單位及企業(yè)在動(dòng)力電池，電池管理系統(tǒng)等方面的研發(fā)方面的持續(xù)努力， 我國的電動(dòng)汽車市場(chǎng)得到了快速發(fā)展。隨著新能源車的快速產(chǎn)業(yè)化，其銷量將突飛猛進(jìn)，而 裡離子動(dòng)力電池的保有量也將會(huì)隨之呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。而與此同時(shí)，廢舊裡離子動(dòng)力電池 的環(huán)境污染問題和合理資源化回收利用的問題成為當(dāng)前乃至今后國內(nèi)外普遍關(guān)注和亟待 解決的難題。該問題的解決不僅有利于環(huán)境的保護(hù)，更有利于資源的循環(huán)利用，具有重大的 現(xiàn)實(shí)意義。
[0003] 近些年來，國內(nèi)外對(duì)于廢舊電池中的電極材料回收處理的研究越來越多。然而，由 于石墨負(fù)極材料回收價(jià)值相對(duì)較低，對(duì)于負(fù)極片的回收利用一般主要側(cè)重于有色金屬銅錐 的回收。目前對(duì)于負(fù)極活性物質(zhì)(石墨）的回收工藝，主要是通過將廢舊負(fù)極材料在空氣中 高溫般燒的方法來修復(fù)使用，該方法很難實(shí)現(xiàn)負(fù)極材料的電化學(xué)活性的完全再次修復(fù)，循 環(huán)性能較差。公告號(hào)為CN101710632B的專利公開了一種廢舊裡離子電池陽極材料石墨的回 收及修復(fù)方法，該方法采用醋酸纖維作為表面修飾劑對(duì)石墨在高溫條件下進(jìn)行表面修飾， 從而對(duì)石墨負(fù)極完成修復(fù)。該方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)石墨負(fù)極的修復(fù)處理，但是該方法工序相對(duì)復(fù) 雜繁瑣，需要專口高溫除去乙烘黑和多余有機(jī)物，得到修復(fù)的石墨負(fù)極的性能一般。公開號(hào) 為CN101638316A的專利公開了一種裡離子電池石墨負(fù)極再生的方法，該方法通過將石墨負(fù) 極在N-甲基化咯燒酬溶劑或溶液在微波福照下進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)石墨負(fù)極的修復(fù)再生。該方 法相對(duì)簡(jiǎn)單，但由于要用到有機(jī)溶劑，會(huì)造成樣品回收成本偏高，且石墨材料的性能修復(fù)效 果一般。因此，開發(fā)新的裡離子電池石墨負(fù)極活性物質(zhì)回收再生技術(shù)并進(jìn)一步提高石墨負(fù) 極的性能尤為重要，不僅可W節(jié)約資源，降低成本，而且可W保護(hù)環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種廢舊裡離子動(dòng)力電池負(fù)極材料的回收再利 用方法，該方法工藝簡(jiǎn)單，不僅可W修復(fù)負(fù)極電性能，而且可W進(jìn)一步提高負(fù)極材料的性 能，W實(shí)現(xiàn)負(fù)極材料的電性能修復(fù)和提高，實(shí)現(xiàn)該材料的再次利用，有效減少資源消耗，降 低電池使用成本。
[000引本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種廢舊裡離子動(dòng)力電池負(fù)極材 料的回收再利用方法，其特征在于具體步驟為： (1)浸泡預(yù)處理，將從廢舊裡離子電池中分離出來的負(fù)極片依次在摩爾濃度為0.1-Imo 1 /L的堿液中浸泡10-60分鐘，摩爾濃度為0.1 -0.5mo 1 /L的稀酸液中浸泡10-60分鐘，去 離子水中漂洗10-60分鐘； (2) 預(yù)般燒分離，將浸泡預(yù)處理后的負(fù)極片在空氣氣氛中300-450°C高溫條件下般燒1-4小時(shí)，使負(fù)極活性物質(zhì)與銅錐分離，干燥，研磨，篩分后得到負(fù)極活性物質(zhì)，廢舊銅錐直接 回收； (3) 飽和鐵鹽溶液混合處理，將可溶性鐵鹽溶于去離子水中配制成飽和鐵鹽溶液，并將 飽和鐵鹽溶液W噴霧的方式加入到步驟(2)得到的負(fù)極活性物質(zhì)中，攬拌混合均勻，其中可 溶性鐵鹽與負(fù)極活性物質(zhì)的質(zhì)量比為0.05-0.6:1; (4) 二次般燒處理，將步驟(3)得到的混合物在惰性氣氛下經(jīng)過450-700°C高溫處理1-4 小時(shí)，冷卻后粉碎，篩分得到電池級(jí)的再生負(fù)極材料。
[0006] 進(jìn)一步限定，步驟(1)中所述的堿液為氨氧化鋼溶液、氨氧化鐘溶液或氨氧化裡溶 液中的一種或多種。
[0007] 進(jìn)一步限定，步驟(1)中所述的稀酸液為硫酸、硝酸或鹽酸。
[0008] 進(jìn)一步限定，步驟(2)中所述的負(fù)極活性物質(zhì)的主要成分為天然石墨、人造石墨或 中間相碳微球中的一種或多種。
[0009] 進(jìn)一步限定，步驟(3)中所述的可溶性鐵鹽為硝酸鐵、硫酸亞鐵、醋酸亞鐵、硫酸亞 鐵錠或氯化亞鐵中的一種或多種。
[0010] 進(jìn)一步限定，步驟(4)中所述的惰性氣氛為氮?dú)?、氣氣或氮?dú)狻?br>[0011] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有W下有益效果:本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，易于大規(guī)模工業(yè)化 生產(chǎn)，工藝環(huán)保，材料回收成本低，回收率高，性能優(yōu)異。本發(fā)明回收再生的負(fù)極材料由于飽 和鐵鹽分解后形成的氧化物等物質(zhì)的表面改性，修復(fù)了負(fù)極材料表面由于長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)使用 形成的粉化裂隙，使得該負(fù)極材料具有優(yōu)異的電化學(xué)活性和循環(huán)可逆性，0.2C放電容量達(dá) 到380mAh/g W上，50次循環(huán)后容量保持率為97.0%w上。
【具體實(shí)施方式】
[0012] W下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本 發(fā)明上述主題的范圍僅限于W下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā) 明的范圍。
[0013] 實(shí)施例1 將從廢舊裡離子動(dòng)力電池中分離出的負(fù)極片依次在摩爾濃度為〇.2mol/L的氨氧化鋼 溶液中浸泡20分鐘，摩爾濃度為O.lmol/L的硫酸溶液中浸泡60分鐘，去離子水中漂洗10分 鐘，隨后在空氣氣氛中350°C高溫條件下般燒4小時(shí)，使負(fù)極活性物質(zhì)與銅錐分離，干燥，研 磨，篩分后得到預(yù)處理后的負(fù)極粉;將硫酸亞鐵鹽溶于去離子水中配成飽和鐵鹽溶液，將飽 和鐵鹽溶液W噴霧的方式加入到預(yù)處理后的負(fù)極粉中，混合均勻，其中負(fù)極粉和硫酸亞鐵 的質(zhì)量比為1:0.1;將所得的混合物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下經(jīng)過600°C高溫處理1小時(shí)，冷卻后粉碎， 篩分得到再生負(fù)極材料。
[0014] 實(shí)施例2 將從廢舊裡離子動(dòng)力電池中分離出的負(fù)極片依次在摩爾濃度為O.lmol/L的氨氧化鋼 溶液中浸泡30分鐘，摩爾濃度為0.2mol/L的鹽酸溶液中浸泡20分鐘，去離子水中漂洗10分 鐘，隨后在空氣氣氛中450°C高溫條件下般燒1小時(shí)，使負(fù)極活性物質(zhì)與銅錐分離，干燥，研 磨，篩分后得到