[發明專利]一種以廢舊石墨電極為原料制備鋰離子電池負極材料的方法

在審

• 申請號: 202110057745.1
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112768629A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 王騰師;向林
• 申請（專利權）人: 內蒙古恒科新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/1393;H01M10/0525;C01B32/205;C01B32/21
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王明超

本發明公開了一種以廢舊石墨電極為原料制備鋰離子電池負極材料的方法，包括如下步驟：將回收的廢舊石墨電極在流水狀態下沖洗后，在烘干設備中以80?100攝氏度的溫度進行烘干備用；將烘干后的廢舊石墨電極采用粉碎設備粉碎，將廢舊石墨粉末、分散劑、氧化劑和粘合劑按照比例攪拌混合，然后投入成型模具中；將裝有混合料的成型模具放入至加熱爐中，將成型模具加熱至500℃?800℃后，采用壓力設備將混合料根據模具形狀壓成鋰離子電池負極半成品；步驟4：將成型的鋰離子電池負極投入至加熱爐再次以2000?2300℃重新加熱5小時以上，得到壓成鋰離子電池負極成品。本方法充分利用廢舊石墨電極，使其得到充分利用，大大節約了成本。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池負極技術領域，特別涉及一種以廢舊石墨電極為原料制備鋰離子電池負極材料的方法。

背景技術

石墨，英文名graphite，石墨質軟、有滑膩感，是一種非金屬礦物質，具有耐高溫、耐氧化、抗腐蝕、抗熱震、強度大、韌性好、自潤滑強度高、導熱、導電性能強等特有的物理、化學性能。

鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、自放電小、無記憶效應和環境友好等眾多優點，已經在智能手機、智能手環、數碼相機和筆記本電腦等消費電子領域中獲得了廣泛地應用，具有最大的消費需求。同時，它在純電動、混合電動和增程式電動汽車領域正在逐漸推廣，市場份額的增長趨勢最大。另外，鋰離子電池在電網調峰、家庭配電和通訊基站等大型儲能領域中也有較好的發展趨勢。

全球鋰電池負極材料銷量約十余萬噸，產地主要為中國和日本，根據現階段新能源汽車增長趨勢，對負極材料的需求也將呈現一個持續增長的狀態。目前，全球鋰電池負極材料仍然以天然/人造石墨為主，新型負極材料如中間相炭微球(MCMB)、鈦酸鋰、硅基負極、HC/SC、金屬鋰也在快速增長中。

現有的鋰離子電池負極材料為石墨，石墨包括人工石墨和天然石墨兩大類，現在鋰離子電池負極材料大多采用人工石墨，人工石墨是將易石墨化炭(如瀝青焦炭)在N2氣氛中于1900-2800C經高溫石墨化處理制得。常見人工石墨有中間相碳微球(MCMB)和石墨纖維。MCMB是高度有序的層面堆積結構，可由煤焦油(瀝青)或石油渣油制得。在700C以下熱解炭化處理時，鋰的嵌入容量可達600mAh,g以上，但不可逆容量較高。在1000C以上熱處理時，MCMB石墨化程度提高，可逆容量增大。通常石墨化溫度控制在2800C以上，可逆容量可達300mAh.g，不可逆容量小于10％。氣相沉積石墨纖維是-種管狀中空結構，具有320mAh.g-1以上的放電比容量和93％的首次充放電效率，可大電流放電，循環壽命長，但制備工藝復雜，成本較高。相比較之下，現有的廢舊石墨電極余量較大，卻沒有得到充分利用，因此，急需一種充分利用廢舊石墨電極來制備鋰離子電池負極材料的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以廢舊石墨電極為原料制備鋰離子電池負極材料的方法，本方法充分利用廢舊石墨電極，使其得到充分利用，大大節約了成本，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種以廢舊石墨電極為原料制備鋰離子電池負極材料的方法，包括如下步驟：

步驟1：將回收的廢舊石墨電極在流水狀態下沖洗后，在烘干設備中以80-100攝氏度的溫度進行烘干備用；

步驟2：將烘干后的廢舊石墨電極采用粉碎設備粉碎至40-50目，制得廢舊石墨粉末，將廢舊石墨粉末、分散劑、氧化劑和粘合劑按照比例攪拌混合，然后投入成型模具中；

步驟3：將裝有混合料的成型模具放入至加熱爐中，將成型模具加熱至500℃-800℃后，采用壓力設備的壓力桿壓向模具，將混合料根據模具形狀壓成鋰離子電池負極半成品；

步驟4：將成型的鋰離子電池負極投入至加熱爐再次以2000-2300℃重新加熱5小時以上，得到壓成鋰離子電池負極成品。