[發明專利]一種退役動力電池中石墨凈化修復再生的方法

有效

• 申請號: 202010042366.0
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111204757B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 余海軍;謝英豪;張學梅
• 申請（專利權）人: 廣東邦普循環科技有限公司;湖南邦普循環科技有限公司;湖南邦普汽車循環有限公司
• 主分類號: C01B32/215
• 分類號: C01B32/215;H01M4/587;H01M10/0525;H01M10/54
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 薛建強

本發明屬于鋰離子電池領域，公開了一種退役動力電池中石墨凈化修復再生的方法，包括以下步驟：將退役動力電池依次經過放電、粗破、熱解、細破、分選，得到電極材料粉；將電極材料粉和酸性浸出液混合，攪拌，過濾，得到濾渣；將濾渣與酸性凈化液混合，攪拌，過濾，得到粗石墨；將粗石墨加入酸性凈化液中，進行水熱反應，過濾，得到凈化石墨；將凈化石墨和活化液混合攪拌，通入臭氧曝氣，過濾，得到濾渣；將濾渣水洗，過濾，干燥，得到活化石墨；將活化石墨加入熔融狀態的修復劑中進行修復，得到懸濁液；將懸濁液進行噴霧熱解，冷卻后過篩，得到電池級石墨。本發明采用水熱法除雜凈化石墨，凈化后不會再與雜質發生二次粘結，得到高純石墨。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，具體涉及一種退役動力電池中石墨凈化修復再生的方法。

背景技術

隨著我國新能源汽車產業迅速發展，動力蓄電池用量也“水漲船高”。值得注意的是，動力蓄電池大量退役后，未經妥善處置和價值最大化利用，將威脅公共安全，造成難以逆轉的環境污染。

目前在新能源汽車產業的帶動下，鋰離子動力電池得到廣泛的應用，2018年，我國新能源汽車累計產銷127.05萬輛和125.62萬輛，同比增長59.92％和61.74％。動力電池壽命通常為500-2000循環，一般在使用5-8年后，電池容量低于80％，當不滿足用戶的通行需求時則需要報廢處理。據預測，2020年我國動力電池退役量將達到24.8萬噸，動力電池回收處理問題非常嚴峻。

現有動力電池回收技術通常是針對正極材料中的有價金屬元素進行提取回收，目前產業化處理廢電池石墨的方法通常是填埋，這不僅造成資源浪費而且還會造成嚴重的環境壓力，亟需開發經濟可行的回收利用技術。將廢電池石墨循環再造電池用石墨負極材料是實現經濟可行的產業化回收利用石墨的方向。

傳統回收再生石墨是采用高溫處理除雜，然后用酚醛樹脂在空氣氣氛下熱處理進行表面改性，如《石墨體系的不合格鋰離子電池中負極材料再生利用方法》(201410331563.9)。然而，傳統回收方法熱處理除雜不能徹底除去摻雜在石墨中的雜質，并且直接浸泡酚醛樹脂后置于熱處理爐中進行熱處理，由于循環后的石墨表面粉化受損，修復層與石墨不能牢固結合，修復后的石墨循環時修復層容易脫落，其循環性能差，局限性明顯。

發明內容

本發明的目的在于提供一種退役動力電池中石墨凈化修復再生的方法；采用水熱法除雜凈化石墨，在高溫高壓條件下可使金屬雜質和有機物雜質與石墨實現徹底分離，并可同時除去，石墨凈化后不會再與雜質發生二次粘結，凈化后得到高純石墨。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種退役動力電池中石墨凈化修復再生的方法，包括以下步驟：

(1)將退役動力電池依次經過放電、粗破、熱解、細破、分選，分別得到電極材料粉、銅箔、鋁箔、鐵粉；

(2)將電極材料粉和酸性浸出液混合，充分攪拌，過濾，得到濾渣；

(3)將步驟(2)得到的濾渣與酸性凈化液混合，充分攪拌，過濾，得到粗石墨；

(4)將粗石墨加入酸性凈化液中，進行水熱反應，過濾，得到凈化石墨；

(5)將凈化石墨和活化液混合攪拌，通入臭氧曝氣，過濾，得到濾渣；

(6)將步驟(5)得到的濾渣水洗至pH為5.5-7.0，過濾，干燥，得到活化石墨；

(7)將活化石墨加入熔融狀態的修復劑中進行修復，得到懸濁液；

(8)將懸濁液進行噴霧熱解，冷卻后過篩，得到電池級石墨。

優選地，步驟(1)所述電極材料粉為正極材料和石墨的復合粉。

優選地，步驟(1)所述熱解在無氧環境中進行，熱解溫度為350℃-800℃，熱解的時間為1-20h。