[发明专利]一种废旧锂离子电池石墨负极材料修复方法

说明书

本发明公开了一种废旧锂离子电池石墨负极材料修复方法，其包括以下步骤：（1）将回收得到的锂离子电池石墨负极材料与除杂溶液混合，机械搅拌充分清洗，过滤干燥去除材料中残余锂、磷以及氟d等杂质；（2）将干燥后回收石墨负极材料置于气氛炉中，热处理去除其中粘结剂类有机杂质；（3）对热处理除胶后材料进行球磨过筛处理，调节粉体材料颗粒尺寸；（4）对石墨负极材料进行包覆处理，球磨过筛后得到修复石墨负极材料。由该方法得到的修复石墨负极材料制备的电池，在比容量、倍率性能与循环性能上均与电池级石墨负极材料接近，符合生产要求。

技术领域

本发明属于废旧锂离子电池电极材料回收利用领域，具体涉及一种废旧锂离子电池石墨负极材料修复方法。

背景技术

锂离子电池具有高电压，比容量大，循环性能好，无记忆效应等优点，被广泛应用于电子产品和电动汽车领域；随着锂离子电池报废期限的到来，废旧锂离子电池的回收处理已经成为眼下主要的技术与环境问题；废旧锂离子电池中的电极材料回收价值较高，针对其的各类回收处理手段也是废旧电池回收研究的重点领域。

目前，锂离子电池的负极材料主要为人造石墨、天然石墨、中间相碳微球以及各种改性石墨；由于石墨成本低廉，废旧锂离子电池中的石墨负极材料通常只能被废弃或高温焚烧处理，如此一来既造成了环境污染，同时也是极大的资源浪费。

目前，对于锂离子电池石墨负极材料回收修复也有相关报道；专利申请CN101944644A公开了一种锂离子电池负极材料回收方法，通过对极片进行高温处理使粘结剂失效，负极材料能完全从集流体上自然脱落，得到负极粉料经过筛分检测证明其电化学性能与原材料接近；该方法处理的对象为电池生产过程中产生的边角料以及不合格极片，或是搅料过程中产生的不符合标准的负极浆料，与实际使用过程中废旧的锂离子电池极片存在一定差异，从而导致其工艺具有一定的局限性；专利申请CN102051484A公开了一种回收锂离子电池残次负极极片上可用物质的方法；该方法首先对极片进行清洗破碎，并采用纯水溶解极片上的粘结剂，然后在水溶液中通过搅拌使负极材料与铜箔分离，再通过补料的方式获得符合要求的负极浆料；上述方法只适用与采用水溶性粘结剂负极片，并且分离得到的负极材料中各组分无法完全确定，必将对后期的电池制作产生一定不良影响。

可见，目前的石墨负极材料修复大多针对的为电池生产中的残次极片与浆料，与实际废旧锂离子电池极片情况存在较大差距；因此，需要开发一种针对废旧锂离子电池石墨负极材料的回收修复方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种废旧锂离子电池石墨负极修复方法，实现石墨负极材料的循环利用。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

（1）溶液除杂：将回收得到的锂离子石墨负极材料与溶液按固液比1:（4～6）混合，通过机械搅拌使材料残余中杂质充分溶解，过滤干燥后达到去除锂、磷以及氟等杂质目的；

（2）热处理除胶：将干燥后回收石墨负极材料置于气氛炉中，随炉升温至400-600℃保温3h，去除其中粘结剂类有机杂质；

（3）球磨过筛：对热处理除胶后负极材料进行球磨、过筛处理；

（4）包覆处理：将负极材料浸润于包覆溶液中，通过机械搅拌使其充分分散于溶液内，使石墨颗粒与包覆前驱体颗粒充分接触粘附；蒸发干燥后进行热处理，随炉冷却后球磨过筛得到修复的石墨负极材料。

所述步骤（1）中溶液为水、DMC（碳酸二甲酯）、盐酸、硫酸中的一种，搅拌时间3h；

所述步骤（2）中氩气、氮气等非氧化性气体中一种，升温速度为3-5℃/min；

所述步骤（3）中聚氨酯球磨罐与氧化锆球磨珠，球料比为5:1，球磨2h，使用筛网为200-400目标准筛网；

所述步骤（4）中的包覆液为酚醛树脂酒精溶液、沥青二硫化碳溶液以及葡萄糖水溶液中的一种；