[發明專利]利用廢舊電池負極活性物質合成新型碳材料吸附劑的方法

有效

• 申請號: 201811305851.1
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109585959B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 王夢;肇巍;王蒙蒙;謝宇充;胡曦;徐燕;高潔;黨春霞
• 申請（專利權）人: 天齊鋰業資源循環技術研發（江蘇）有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 馬明渡;楊超

1.一種利用廢舊電池負極活性物質合成新型碳材料吸附劑的方法，其特征在于：依次包括下列步驟：

步驟（1），將廢舊電池負極活性物質與強氧化性酸HNO₃混合，控制溫度攪拌進行表面預處理并過濾，水洗濾餅至中性并干燥得到預處理后負極粉末；在步驟（1）中，進行表面預處理，同時強氧化性酸進一步除掉廢舊電池負極活性物質中的可溶性雜質；

步驟（2），將所述預處理后負極粉末與金屬鹽水溶液混合，控制溫度攪拌混合進行吸附反應，過濾得到金屬鹽-碳復合物；

步驟（3），將金屬鹽-碳復合物與堿性溶液混合沉淀，控制溫度攪拌混合，同時往溶液中加入堿性溶液，控制體系pH值，直至金屬完全進行沉淀反應，過濾水洗濾餅至中性，干燥得到金屬氫氧化物-碳復合物；在所述步驟（3）中，所述堿性溶液為NaOH溶液或KOH溶液，堿性溶液的pH值為8.5~10，堿性溶液的摩爾濃度為0.5~2.5mol/L，堿性溶液與金屬鹽-碳復合物的液固比為8~20mL:1g，加入堿性溶液的加料速度為0.08 ml/min~0.15 ml/min，控制體系pH在8~11，攪拌混合進行沉淀反應，沉淀溫度為20~60℃，沉淀時間為4~6h;

步驟（4），將所述金屬氫氧化物-碳復合物在惰性氣氛下焙燒，得到新型碳材料吸附劑；在步驟（4）中，所得新型碳材料吸附劑上修飾物的成分含有金屬氧化物和金屬氫氧化物。

2.根據權利要求1所述的利用廢舊電池負極活性物質合成新型碳材料吸附劑的方法，其特征在于：所述步驟（1）中的廢舊電池負極活性物質為鋰電池殘次負極極片、鋰離子電池生產過程中產生的邊角料以及廢舊電池處理分離得到的負極活性物質中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的利用廢舊電池負極活性物質合成新型碳材料吸附劑的方法，其特征在于：在所述步驟（1）中，強氧化性酸HNO₃與廢舊電池負極活性物質的液固比為5~20mL:1 g，混合過程中控制溫度為20~60℃，時間為2~4h，水洗后干燥溫度為70~90℃。

4.根據權利要求1所述的利用廢舊電池負極活性物質合成新型碳材料吸附劑的方法，其特征在于：在所述步驟（2）中，所述金屬鹽水溶液為鎂鹽水溶液、鋁鹽水溶液、鐵鹽水溶液以及錳鹽水溶液中的任意一種，相應地，所述步驟（3）中的金屬鹽-碳復合物具體為鎂鹽-碳復合物或鋁鹽-碳復合物或鐵鹽-碳復合物或錳鹽-碳復合物，所述金屬氫氧化物-碳復合物具體為氫氧化鎂-碳復合物或氫氧化鋁-碳復合物或氫氧化鐵-碳復合物或氫氧化錳-碳復合物。

5.根據權利要求1或4所述的利用廢舊電池負極活性物質合成新型碳材料吸附劑的方法，其特征在于：在所述步驟（2）中，所述金屬鹽水溶液的摩爾濃度為0.5~2.5mol/L；所述金屬鹽水溶液與所述預處理后負極粉末的液固比為4~8mL:1g，吸附反應的吸附溫度在20~80℃，攪拌吸附時間為8~24h。

6.根據權利要求1所述的利用廢舊電池負極活性物質合成新型碳材料吸附劑的方法，其特征在于：在所述步驟（4）中，無氧焙燒溫度在500~650℃，焙燒時間為2~6h。