[發明專利]一種通過微波輻射回收廢舊鋰離子電池陽極中石墨與銅箔的方法

在審

• 申請號: 202110697369.2
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113410534A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 劉秉國;宇文超;鮑瑞;張利波;郭勝惠
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 天津煜博知識產權代理事務所(普通合伙) 12246
• 代理人: 朱維

本發明涉及一種通過微波輻射回收廢舊鋰離子電池陽極中石墨與銅箔的方法，屬于廢舊鋰離子電池回收技術領域。本發明將廢舊鋰離子電池經放電后，拆解出陽極集流體；將陽極集流體置于微波爐內，在保護氣氛中，經微波輻射處理得到固體和煙氣；固體篩分得到銅箔與回收的石墨，產生的煙氣經氫氧化鈉和活性炭吸附處理后排空。本發明方法工藝簡單、清潔環保，成本低廉，不需要額外的試劑或產生額外的廢酸廢水，實現了鋰離子電池陽極集流體中銅箔與石墨的快速分離回收，具有顯著的工業化潛力。

技術領域

本發明涉及一種通過微波輻射回收廢舊鋰離子電池陽極中石墨與銅箔的方法，屬于廢舊鋰離子電池回收技術領域。

背景技術

隨著鋰離子電池市場不斷擴大，廢鋰離子電池數量逐年遞增，因此，回收利用鋰離子電池中的有價元素不僅有利于環境保護，而且有助于緩解資源需求的壓力。

在鋰離子電池回收中，大多數策略集中于通過火法或濕法冶金回收有價值的金屬。然而，由于前端工藝的成本和缺點，廢舊鋰離子電池陽極的廢石墨常被用作燃料或爐渣，不僅對環境構成了巨大的威脅，同時也加劇了石墨資源的消耗。

目前，在鋰離子電池中回收廢舊石墨方面以及開展了諸多的研究。常用的銅箔與石墨的分離方法是機械粉碎后的濕法冶金處理，即用有機酸和無機酸溶解金屬銅箔，不溶性廢石墨隨后通過浮選或煅燒分離。濕法冶金工藝對設備要求高，容易產生額外的廢酸和廢水，此外，也需要額外的除雜。例如通過溶劑浸泡，篩分以及最后的高溫處理和超聲清洗得到高純石墨和高純銅片。

現有技術中，廢舊石墨的低附加值與復雜的回收工藝不匹配，存在能耗大、易產生額外的廢水廢酸等問題。

發明內容

本發明針對現有技術廢舊石墨的低附加值與復雜的回收工藝不匹配，存在能耗大、易產生額外的廢水廢酸等問題，提供一種通過微波輻射回收廢舊鋰離子電池陽極中石墨與銅箔的方法，本發明不需要額外的試劑或產生額外的廢酸廢水，可實現鋰離子電池陽極集流體中銅箔與石墨的快速分離回收。

一種通過微波輻射回收廢舊鋰離子電池陽極中石墨與銅箔的方法，具體步驟如下：

(1)將廢舊鋰離子電池經放電后，拆解出陽極集流體；

(2)將陽極集流體置于微波爐內，在保護氣氛中，經微波輻射處理得到固體和煙氣；

(3)固體篩分得到銅箔與回收的石墨，煙氣經氫氧化鈉和活性炭吸附處理后排空；

所述步驟(1)陽極集流體的長度為0.1～20cm、寬度為0.1～20cm；

所述步驟(2)微波輻射的頻率為2.45GHz或915MHz，微波輻射時間為1～3600s；

所述步驟(2)保護氣氛為氮氣或氬氣；

所述步驟(3)的篩分可選旋風分離或振動篩分等其他分離手段。

本發明的有益效果是：

(1)本發明通過對廢棄鋰離子電池陽極依次進行拆分、微波輻射和篩分實現銅箔與石墨的快速分離，微波剝離過程的周期短、能耗低、工序簡單、不需要額外的試劑，也不產生額外的廢酸廢水；

(2)本發明方法對設備要求簡單，易于實現連續化、規模化的作業方式。

附圖說明

圖1為實施例1回收石墨的XRD圖；

圖2為實施例1回收石墨的SEM圖(1000倍)；

圖3為實施例1回收石墨的SEM圖(5000倍)。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細說明，但本發明的保護范圍并不限于所述內容。