[發明專利]一種退役鋰電池負極材料再利用方法

有效

• 申請號: 201911342287.5
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111392718B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 高月春;毛信長
• 申請（專利權）人: 余姚市鑫和電池材料有限公司
• 主分類號: C01B32/198
• 分類號: C01B32/198;H01M4/587;H01M10/54
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及鋰電池回收領域，尤其涉及一種退役鋰電池負極材料再利用方法。所述方法包括以下步驟：將從退役鋰電池中拆解得到的負極材料浸漬于N?甲基吡咯烷酮溶液中靜置至銅箔從石墨基體脫離，得到預片材；以預片材作為負極片，置于鋰電解液中進行放電處理，去除預片材表面的殘余雜質，得到石墨片；對石墨片進行破碎并球磨成石墨粉，通過氧化剝離法即可回收得到氧化石墨烯。本發明能夠對退役鋰動力電池負極材料進行合理有效的利用；采用適當的工藝能夠制得較高品質的單層石墨烯粉末；能夠產生較大的經濟效益。

技術領域

本發明涉及鋰電池回收領域，尤其涉及一種退役鋰電池負極材料再利用方法。

背景技術

動力鋰電池是20世紀開發成功的新型高能電池，其70年代進入實用化，因其具有能量高、電池電壓高、工作溫度范圍寬、貯存壽命長等優點，已廣泛應用于軍事和民用小型電器中，如移動電話、便攜式計算機、攝像機、照相機等、部分代替了傳統電池。大容量鋰電池已在電動汽車中試用，將成為21世紀電動汽車的主要動力電源之一，并將在人造衛星、航空航天和儲能方面得到應用。

動力鋰電池內部采用螺旋繞制結構，用一種非常精細而滲透性很強的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負極間間隔而成。正極包括由鋰和二氧化鈷組成的鋰收集極及由鋁薄膜組成的電流收集極。負極由片狀碳材料組成的鋰收集極和銅薄膜組成的電流收集極組成。

而隨著時間的推移，大量的陳舊動力鋰電池退役，在早年間因為未其進行有效的處理，導致大量的資源浪費和環境污染問題發生。即便近年來企業的環保意識不斷提升，逐漸對展開退役鋰電池回收的研究。但是，由于退役鋰電池中負極材料成分復雜，分離較為困難，分離所得的產物中銅箔的效益較高，而石墨則由于在使用過程中摻雜了大量的雜質使其純度下降，直接再利用與負極制備的效果差，且現有的分離回收技術即便實現了分離回收，也無法產生良好的經濟效益甚至會產生負效益，因此導致企業的回收積極性差。

如中國專利局于2016年12月28日公開的一種廢舊磷酸鐵鋰動力電池的處理方法的發明專利授權，授權公開號為CN104282961B，其僅采用較為簡潔高效的方法對負極材料的銅箔進行了有效的回收。又如中國專利局于2014年11月5日公開的一種安全回收鋰離子電池負極的方法及裝置的發明專利申請，申請公開號為CN104134830A，其僅是進行簡單的清洗回收，該種回收方式完全不具備實用性，所回收得到的負極由于使用過程的老化和大量的雜質摻雜，性能極差，難以繼續使用。

還如中國專利局于2018年3月2日公開的一種廢舊鎳鈷錳酸鋰動力電池綠色回收方法的發明專利申請，申請公開號為CN107749503A，其也僅僅是有效地回收了負極材料中的銅箔，該技術方案回收所得的負極粉料中摻雜有大量的雜質，其直接使用制作而成的負極克容量極低。

發明內容

為解決現有的退役鋰動力電池負極材料回收效果差，大多僅能夠實現對銅箔的有效回收再利用，無法對石墨基體進行有效的回收利用，并且回收所產生的經濟效益差，導致企業端對于退役鋰電池負極材料的回收利用積極性差等問題，本發明提供了一種退役鋰電池負極材料再利用方法。本發明的目的在于：一、提高退役鋰電池中負極材料回收利用的效率，能夠對石墨和銅箔均實現有效的回收利用；二、提高負極材料回收再利用所產生的經濟效益，進而提高企業端對負極材料回收再利用的積極性。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案。

一種退役鋰電池負極材料再利用方法，

所述方法包括以下步驟：

1)將從退役鋰電池中拆解得到的負極材料浸漬于N-甲基吡咯烷酮溶液中靜置至銅箔從石墨基體脫離，得到預片材；

2)以預片材作為負極片，置于鋰電解液中進行放電處理，去除預片材表面的殘余雜質，得到石墨片；

3)對石墨片進行破碎并球磨成石墨粉，通過氧化剝離法即可回收得到氧化石墨烯。