[发明专利]采用电极接头粉为原料制备多孔人造石墨负极材料的方法

说明书

本发明涉及采用电极接头粉为原料制备多孔人造石墨负极材料的方法，包括以下步骤：(1)将电极接头粉废料破碎球化处理，得到人造石墨前驱体；(2)将人造石墨前驱体与强碱搅拌混合后，置于热解炉中，在惰性气体保护气氛下升温反应，所得反应产物酸洗后，得到多孔石墨；(3)将所得多孔石墨与包覆剂混合，再置于热解炉中，在保护气氛下升温并包覆造粒，即得到目的产物。与现有技术相比，本发明制备得到的石墨材料内部具有多孔结构能够加速锂离子动力学传递过程，材料具有容量高、长循环的优点，同时该工艺制备过程简单，只是增加了强碱作为纯化造孔的过程，易于实现规模化生产，具有较高的工业附加值。

技术领域

本发明属于电极接头粉资源化处理技术领域，涉及一种采用电极接头粉为原料制备多孔人造石墨负极材料的方法。

背景技术

随着新能源汽车的逐步普及，锂离子电池作为一种储能装置得到了快速的发展，人造石墨负极材料是锂离子电池负极主要使用的材料之一，其稳定的结构特性使其具有较高的容量发挥，较佳的循环稳定性，较好的低温及倍率特性，同时优异的性价比也使其在锂离子电池负极材料中占据的份额逐步提升，但现有的人造石墨制备成本较高，原料来源单一，如何拓展人造石墨的原料，制备出具有特定结构的人造石墨成为关注热点。

在很多石墨电极生产的厂家当中，经常产生大量的电极接头粉废料，这些电极接头粉废料由于杂质超标，一般大多作为固废处理，容易产生资源浪费。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种采用电极接头粉为原料制备多孔人造石墨负极材料的方法。此方法能够很好解决电极接头粉杂质超标无法再利用的问题，制备得到的石墨材料内部具有多孔结构能够加速锂离子动力学传递过程，材料具有容量高、长循环的优点，同时该工艺制备过程简单，只是增加了强碱作为纯化造孔的过程，易于实现规模化生产，具有较高的工业附加值。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种采用电极接头粉为原料制备多孔人造石墨负极材料的方法，包括以下步骤：

(1)将电极接头粉废料破碎球化处理，得到人造石墨前驱体；

(2)将人造石墨前驱体与强碱搅拌混合后，置于热解炉中，在惰性气体保护气氛下升温反应，所得反应产物酸洗后，得到多孔石墨，具体反应机理如下：以NaOH为例，人造石墨前驱体与碱混合后，通过升温反应，该前驱体中的硅、铝酸盐能够生成可溶性或酸溶性硅酸盐，金属氧化物则转化成可溶性盐，具体如下(1)-(5)：

2NaOH+mSiO₂＝Na₂O·mSiO₂+H₂O (1)

2NaOH+Al₂O₃＝2NaAlO₂+H₂O (2)

Fe³⁺+3OH^-＝Fe(OH)₃↓ (3)

Ca²⁺+2OH^-＝Ca(OH)₂↓ (4)

Mg²⁺+2OH^-＝Mg(OH)₂↓ (5)

进一步的通过酸洗(6)-(9)，在原杂质离子的位点生成多孔结构；

Fe(OH)₃+3HCl＝FeCl₃+3H₂O (6)

Ca(OH)₂+2HCl＝CaCl₂+2H₂O (7)