[发明专利]废旧锂离子电池负极材料的回收方法

说明书

本发明提供了一种废旧锂离子电池负极材料的回收方法。该方法包括以下步骤：将废旧锂离子电池负极极片进行第一次热处理，以使其中的粘结剂碳化形成负极粉，得到预处理极片；分离预处理极片中的负极粉；对负极粉进行第二次热处理，以使负极粉中的SEI膜分解，得到活化负极粉；酸洗去除活化负极粉中的锂，得到酸洗产物；对酸洗产物进行还原处理，得到负极粉回收产物。利用上述方法能够有效回收废旧锂离子电池负极材料，其中的粘结剂经碳化后形成了负极粉回收产物中的一部分，且该方法得到的负极粉回收产物具有良好的倍率性能、首次循环效率和放电容量，综合性能更佳，能够再次作为锂电池负极材料使用。

技术领域

本发明涉及废旧电池回收领域，具体而言，涉及一种废旧锂离子电池负极材料的回收方法。

背景技术

动力锂离子电池高速发展的同时，伴随着废旧电池回收处理的问题。锂离子电池除了外壳材料，还包括正极材料、电解液、隔膜和负极材料，其中正极材料可按照金属回收方法进行回收，负极材料主要包括铜箔和敷料，敷料主要包括导电剂、粘结剂以及活性物质(通常为石墨类材料)。目前负极材料的回收利用仍停留的初级阶段，专利CN103346365 A和专利CN 103618120 A都是采用溶液法，将粉料与铜箔分离，然后经过高温处理得到回收负极粉。

然而，现有的废旧锂离子电池负极材料回收过程中，粉料中的粘结剂通常会被清洗出去，造成了物料浪费，且得到的回收负极粉性能较差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种废旧锂离子电池负极材料的回收方法，以解决现有技术中回收废旧锂离子电池负极材料时，粘结剂被浪费且回收的负极粉性能较差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种废旧锂离子电池负极材料的回收方法，其包括以下步骤：将废旧锂离子电池负极极片进行第一次热处理，以使其中的粘结剂碳化形成负极粉，得到预处理极片；分离预处理极片中的负极粉；对负极粉进行第二次热处理，以使负极粉中的SEI膜分解，得到活化负极粉；酸洗去除活化负极粉中的锂，得到酸洗产物；对酸洗产物进行还原处理，得到负极粉回收产物。

进一步地，第一次热处理的过程在惰性气氛或真空环境中进行，处理温度为200～600℃，优选为300～500℃。

进一步地，第一次热处理的升温速率为1～5℃/min，处理时间为0.5～3h。

进一步地，第二次热处理的步骤中，将负极粉与含锂化合物混合后进行处理，优选含锂化合物选自氢氧化锂、碳酸锂、硫酸锂、硝酸锂、磷酸二氢锂中的一种或多种。

进一步地，将含锂化合物与负极粉的重量比记为M，0＜M≤0.2。

进一步地，第二次热处理的过程在惰性气氛或真空环境中进行，处理温度为600～1000℃。

进一步地，第二次热处理的过程中，升温速率为1～5℃/min，处理时间为0.5～3h。

进一步地，酸洗的步骤包括：将活化负极粉与酸进行混合，并调整混合体系的pH值至1～5；分离出所述混合体系中含有的固相，将固相进行洗涤、干燥，得到酸洗产物；优选地，酸选自盐酸、硫酸、磷酸或氢氟酸。

进一步地，还原处理的步骤包括：将酸洗产物在还原性气氛、800～1400℃温度条件下处理0.5～3h，得到负极粉回收产物；优选地，还原性气氛为氢气，或者为氢气和惰性气体的混合气。

进一步地，分离预处理极片中的负极粉的步骤包括：对预处理极片进行破碎筛分，得到金属箔和负极粉。