[發明專利]一種利用回收的清洗液制備硬炭包覆石墨的方法及設備

有效

• 申請號: 201710061077.3
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN106848468B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 李術東;蘭建云;馮樹南;從長杰;王馳偉
• 申請（專利權）人: 天津市捷威動力工業有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M4/583;H01M10/0525;C01B32/205
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 王雨杰

本發明提供了一種利用回收的清洗液制備硬炭包覆石墨的方法及設備，該方法包括如下步驟：(1)過濾；(2)沉降；(3)干燥、篩分和預熱；(4)高溫炭化；(5)冷卻。本發明所述的利用回收的清洗液制備硬炭包覆石墨的方法及其設備可以有效提高原材料的利用率，降低產品材料成本。同時獲得一種硬炭包覆類的快充型負極材料，提高企業生產效益，有力地提高了產品市場競爭力，有利于廣泛地在生產中應用，具有重大的生產實踐意義。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其是涉及一種利用回收的清洗液制備硬炭包覆石墨的方法及設備。

背景技術

隨著石油危機及環境污染的加劇，開發與應用清潔型電動交通工具成為當代社會迫在眉睫的研究與產業化方向，世界各國均在倡導與鼓勵社會各界開發與應用諸如太陽能、風能等清潔能源，應用電動汽車代替傳統燃油汽車，來緩解目前所遇到的大氣污染、氣候變暖等惡劣環境問題。近年來很多地方政府通過出臺法規限制燃油機動車的銷量及上路時間，鼓勵有購車意向的群體購買混合動力或純電動汽車，加大市區電動公交車替代傳統燃油公交車的速度與力度，來緩解目前所遇到的霾天氣，力爭在未來幾年能夠重現藍天白云的美好環境。與之相伴隨的是國家與地方政府出臺政策鼓勵新能源車企在當地設立新能源汽車與動力電池生產基地，大量兆瓦時級別的動力電池工廠如雨后春筍般的速度拔地而起。在鋰電池中的負極是由石墨與粘結力組成的負極漿料涂布在銅箔上組成的，在對制漿罐、轉運罐及涂布設備的清理過程中，會產生大量含有石墨、粘結劑的清洗液，如何高效、無害化回收利用該清洗液成為目前鋰電廠商與環保部門的重點攻關項目，越來越受到行業的重視。

目前各鋰電廠商對制漿及涂布過程產生的石墨清洗液處理方法，一般是直接排放進入污水處理系統或經過簡單的沉淀池沉淀，造成極大的環境污染及資源浪費，同時間接增加產品制造成本，降低產品市場競爭力。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種利用回收的清洗液制備硬炭包覆石墨的方法及設備，通過沉淀池沉淀獲得的石墨、粘結劑混合物，經過專用高溫爐處理，將石墨循環再利用，獲得硬炭均勻包覆的高性能負極材料，可提高材料利用率，降低單位產品的材料成本，提高產品的市場競爭力。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種利用回收的清洗液制備硬炭包覆石墨的方法，包括如下步驟：

(1)過濾：將回收的清洗液過濾去除清洗液中非粉狀雜質；

(2)沉降：將去除了非粉狀雜質的清洗液依次進行攪拌、沉降，取沉降后的下層物質得到沉降混合物，并將沉降混合物的底層物質去除；

(3)干燥、篩分和預熱：將去除了底層物質的沉降混合物干燥并過篩得到粉體物料，將得到的粉體物料預熱；

(4)高溫炭化：將經過預熱的粉體物料輸送至炭化腔中進行高溫炭化處理；

(5)冷卻：將經過高溫炭化處理的粉體物料冷卻即得到硬炭包覆石墨。

進一步的，所述步驟(3)中的粉體物料的粒度為：D10：3～12μm，D50：14～19μm，D90：26～33μm。

進一步的，所述步驟(3)中將粉體物料預熱至0～150℃，氧氣含量小于30ppm，水分含量小于30ppm。

進一步的，所述步驟(4)的高溫炭化處理將預熱后的粉體物料加熱至300～1500℃，氧氣含量小于30ppm，水分含量小于30ppm，炭化時間為10-18h。

進一步的，所述步驟(5)的冷卻處理將高溫炭化后的粉體物料冷卻至溫度小于或等于50℃，氧氣含量小于30ppm。

進一步的，所述步驟(3)中的預熱處理、步驟(4)的高溫炭化處理和步驟(5)的冷卻處理均在惰性氣氛中進行，所述惰性氣氛的氣體為氮氣、氬氣、氦氣中一種形成的單組分氣體或兩種以上形成的復合組分氣體。