[发明专利]一种利用回收的清洗液制备硬炭包覆石墨的方法及设备

说明书

本发明提供了一种利用回收的清洗液制备硬炭包覆石墨的方法及设备，该方法包括如下步骤：(1)过滤；(2)沉降；(3)干燥、筛分和预热；(4)高温炭化；(5)冷却。本发明所述的利用回收的清洗液制备硬炭包覆石墨的方法及其设备可以有效提高原材料的利用率，降低产品材料成本。同时获得一种硬炭包覆类的快充型负极材料，提高企业生产效益，有力地提高了产品市场竞争力，有利于广泛地在生产中应用，具有重大的生产实践意义。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种利用回收的清洗液制备硬炭包覆石墨的方法及设备。

背景技术

随着石油危机及环境污染的加剧，开发与应用清洁型电动交通工具成为当代社会迫在眉睫的研究与产业化方向，世界各国均在倡导与鼓励社会各界开发与应用诸如太阳能、风能等清洁能源，应用电动汽车代替传统燃油汽车，来缓解目前所遇到的大气污染、气候变暖等恶劣环境问题。近年来很多地方政府通过出台法规限制燃油机动车的销量及上路时间，鼓励有购车意向的群体购买混合动力或纯电动汽车，加大市区电动公交车替代传统燃油公交车的速度与力度，来缓解目前所遇到的霾天气，力争在未来几年能够重现蓝天白云的美好环境。与之相伴随的是国家与地方政府出台政策鼓励新能源车企在当地设立新能源汽车与动力电池生产基地，大量兆瓦时级别的动力电池工厂如雨后春笋般的速度拔地而起。在锂电池中的负极是由石墨与粘结力组成的负极浆料涂布在铜箔上组成的，在对制浆罐、转运罐及涂布设备的清理过程中，会产生大量含有石墨、粘结剂的清洗液，如何高效、无害化回收利用该清洗液成为目前锂电厂商与环保部门的重点攻关项目，越来越受到行业的重视。

目前各锂电厂商对制浆及涂布过程产生的石墨清洗液处理方法，一般是直接排放进入污水处理系统或经过简单的沉淀池沉淀，造成极大的环境污染及资源浪费，同时间接增加产品制造成本，降低产品市场竞争力。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种利用回收的清洗液制备硬炭包覆石墨的方法及设备，通过沉淀池沉淀获得的石墨、粘结剂混合物，经过专用高温炉处理，将石墨循环再利用，获得硬炭均匀包覆的高性能负极材料，可提高材料利用率，降低单位产品的材料成本，提高产品的市场竞争力。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用回收的清洗液制备硬炭包覆石墨的方法，包括如下步骤：

(1)过滤：将回收的清洗液过滤去除清洗液中非粉状杂质；

(2)沉降：将去除了非粉状杂质的清洗液依次进行搅拌、沉降，取沉降后的下层物质得到沉降混合物，并将沉降混合物的底层物质去除；

(3)干燥、筛分和预热：将去除了底层物质的沉降混合物干燥并过筛得到粉体物料，将得到的粉体物料预热；

(4)高温炭化：将经过预热的粉体物料输送至炭化腔中进行高温炭化处理；

(5)冷却：将经过高温炭化处理的粉体物料冷却即得到硬炭包覆石墨。

进一步的，所述步骤(3)中的粉体物料的粒度为：D10：3～12μm，D50：14～19μm，D90：26～33μm。

进一步的，所述步骤(3)中将粉体物料预热至0～150℃，氧气含量小于30ppm，水分含量小于30ppm。

进一步的，所述步骤(4)的高温炭化处理将预热后的粉体物料加热至300～1500℃，氧气含量小于30ppm，水分含量小于30ppm，炭化时间为10-18h。

进一步的，所述步骤(5)的冷却处理将高温炭化后的粉体物料冷却至温度小于或等于50℃，氧气含量小于30ppm。

进一步的，所述步骤(3)中的预热处理、步骤(4)的高温炭化处理和步骤(5)的冷却处理均在惰性气氛中进行，所述惰性气氛的气体为氮气、氩气、氦气中一种形成的单组分气体或两种以上形成的复合组分气体。