[發明專利]碳粉和回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉的方法及其應用、多孔碳材料

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• 申請號: 202310131366.1
• 申請日: 2023-02-17
• 公開（公告）號: CN116062732A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 唐昌平;許佳偉;李玉冰;胡博文
• 申請（專利權）人: 湖南朗賽科技有限公司
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;C01B32/324;H01M10/54;H01G11/34
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳靜

本發明涉及電池回收領域，公開了一種回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉的方法，該方法在循環設備中進行，所述循環設備包括連接的曝氣裝置和循環桶；該方法包括：(1)將第一原料引入至所述曝氣裝置中進行第一曝氣處理，并且將進行所述第一曝氣處理后得到的混合物流I引入至所述循環桶中進行第一接觸反應，得到作為中間材料I的固形物；(2)將第二原料引入至所述曝氣裝置中進行第二曝氣處理，并且將進行所述第二曝氣處理后得到的混合物流II引入至所述循環桶中進行第二接觸反應，得到中間材料II；(3)將所述中間材料II進行干燥處理，得到所述碳粉。本發明提供的方法回收得到的碳粉的純度更高，能夠廣泛應用于碳材料領域。

技術領域

本發明涉及電池回收領域，具體涉及碳粉和回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉的方法及其應用、多孔碳材料。

背景技術

得益于近年來國家政策的大力扶持，鋰離子電池產量逐年穩步增長。統計數據表明，到2016年，僅中國鋰離子電池累計產量達到78.4億只。鋰離子電池的使用壽命一般是3-5年，這意味著大量的鋰離子電池已經被報廢，并且報廢電池的數量一直在增加。如果報廢的鋰離子電池沒有得到合適的處理，將會嚴重危害生態環境，因此，鋰離子電池的回收利用變得越來越迫切。

近些年，國內外對于廢舊電池中材料回收的研究較多，但一般都專注于鋰、鈷等貴金屬的回收或銅箔等有色金屬的回收，對于相對低價值的石墨回收技術研究較少。從本質上講，從鋰電池材料回收而來的碳材料，具有良好導電性，同時具有一定的粒徑分布，石墨化程度高。如果能設法回收得到高純度的碳材料，其完全可以用作導電涂料的導電顏料，或作為塑料、橡膠中的填料使用，更有甚者，可以作為鋰電負極材料重新投入使用。

CN1758478A公開了一種由廢、舊極片中回收正、負極材料的方法。該方法將含有銅箔的負極極片收集后，置于高溫爐中高溫焙燒分解粘結劑，從而實現碳粉和銅箔分離的目的。雖然該方法能實現分離目的，但能耗大，沒有考慮到一般循環后的鋰電負極材料往往含有部分鋰碳化合物，其極易燃燒，安全難以保證。

CN101710632A公開一種廢舊鋰離子電池陽極材料石墨的回收及修復方法。該方法采用醋酸纖維作為表面修飾劑，在高溫條件下對石墨進行表面修飾，從而對石墨負極完成修復。該方法雖然實現了石墨材料的性能修復，但流程繁瑣，原料價格昂貴，且修復的性能一般。

綜上，尋找一種新的方法用于從廢舊磷酸鐵鋰電池中回收具有高純度且實用性強的負極材料，使其能實現資源回收重復利用，對于企業提高經濟效益具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中從廢舊磷酸鐵鋰電池中回收的碳粉的純度和實用性低的問題。

為了實現上述目的，本發明的第一方面提供一種回收廢舊磷酸鐵鋰黑粉中碳粉的方法，該方法在循環設備中進行，所述循環設備包括連接的曝氣裝置和循環桶；該方法包括：

(1)將第一原料引入至所述曝氣裝置中進行第一曝氣處理，并且將進行所述第一曝氣處理后得到的混合物流I引入至所述循環桶中進行第一接觸反應，得到作為中間材料I的固形物；所述第一原料中含有廢舊磷酸鐵鋰黑粉和酸溶液I；所述廢舊磷酸鐵鋰黑粉中含有銅元素和鋁元素；

(2)將第二原料引入至所述曝氣裝置中進行第二曝氣處理，并且將進行所述第二曝氣處理后得到的混合物流II引入至所述循環桶中進行第二接觸反應，得到中間材料II；所述第二原料中含有酸溶液II和步驟(1)中得到的所述中間材料I；所述第二接觸反應的條件至少滿足：溫度不低于40℃；所述中間材料I和所述酸溶液II的用量重量比為1：1-5；

(3)將所述中間材料II進行干燥處理，得到所述碳粉。

本發明的第二方面提供由第一方面所述的方法制備得到的碳粉；所述碳粉的純度高于70％。

本發明的第三方面提供由第二方面所述的碳粉在碳材料領域中的應用。