[发明专利]一种废锂电池负极石墨的回收利用方法

说明书

本发明公开了一种废锂电池负极石墨的回收利用方法，属于环境化工催化水处理技术领域，该方法是将回收的废锂电池置于质量浓度5～15%的NaCl溶液中浸泡放电，放电结束后，自然风干，将干燥后的废锂电池进行手工拆解，剥离获取负极；将获得的负极铜箔上的黑色石墨刮下作为催化剂，将石墨、过硫酸氢钾置于含有有机污染物的水体中，在常温、自然光条件下催化降解水体中的有机污染物，实现有机污染物去除；本发明方法避免了传统负极材料回收过程中被直接扔弃，造成二次污染等问题；且本发明方法简单易操作，在污染治理、废物利用和催化等领域都有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种废锂电池负极石墨的回收利用方法，属于环境化工催化水处理技术领域。

背景技术

由于现代社会高速发展期间对清洁能源的需求，能源市场对可充电锂离子电池的需求不断增长，锂离子电池的使用寿命一般为2-3年左右，而产生大量的废旧锂离子电池，对资源、环境和人类都产生了不可逆的影响。近年来废旧锂离子正极回收受到广泛的关注，而负极多被扔弃，如果能将这些废旧锂离子电池负极回收利用，可以减轻环境的负担，给社会带来巨大的经济效应。

锂离子电池与传统的铅酸或镍镉电池相比，对环境和人体的危害大大降低，但是由于大规模的使用，仍然存在一些环境污染和人体危害问题。一般情况下，锂离子电池的负极由铜箔、石墨、导电剂、增稠剂和粘结剂组成，负极占整个电池的30%以上，其中一半以上是石墨。石墨粉是一种重要的非金属矿产资源，可用于润滑剂、电池、耐火材料、导热材料、耐腐蚀器皿等多种用途。另据报道，对高等级石墨的需求以每年10-12%的速度增长。总之，随着废锂基电池数量的急剧增加，回收再利用负极材料也能带来可观的经济效益。

随着我国经济的迅速发展，环境污染问题逐渐突出，我国饮用水源受污染率已高达90%。我国是一个人口大国，水环境污染问题严重，各类水体中频繁检出药物和个人护理品（PPCPs）。由于水环境中PPCPs的种类繁多，各个物质的理化性质与生物活性各不相同，去除难度较大，且具有较强的持久性、缓慢的生物降解性、生物活性和生物累积性等，若长期暴露于人体或水生、陆生生物体，将会给人类健康和生态环境带来巨大的潜在危险。目前，污水处理厂的污水处理工艺主要是通过微生物作用或絮凝作用完成，并非针对PPCPs而设计，也不能有效去除PPCPs。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种废锂电池负极石墨的回收利用方法，该方法是回收利用废锂电池负极材料中的石墨作为催化剂，在过硫酸氢钾存在条件下，在常温、自然光条件下催化降解水体污染物，达到以废治废的目的。

本发明方法操作简便，易于实现且安全可靠，不需要进行任何预处理；本发明在不进行任何预处理条件下直接用负极石墨作为催化剂活化PMS降解水体有机污染物，在自然光条件下具有高效降解率。

本发明废锂电池负极石墨的回收利用方法如下：

（1）将回收的废锂电池置于质量浓度5～15%的NaCl溶液中浸泡放电，放电结束后，自然风干，将干燥后的废锂电池进行手工拆解，剥离获取负极；

（2）将获得的负极铜箔上的黑色石墨刮下作为催化剂，将石墨、过硫酸氢钾置于含有有机污染物的水体中，在常温、自然光条件下催化降解水体中的有机污染物，实现有机污染物去除，并用紫外-可见分光光度法测量溶液的吸光度并计算其去除率。

所述有机污染物为卡马西平、磺胺甲恶唑、双氯芬酸钠。

本发明方法的优点为：

(1) 本发明中石墨催化剂回收工艺操作简单，适合批量回收；

(2) 本发明石墨催化剂可直接用镊子从铜箔上刮下，不需要进行任何预处理；

(3) 石墨催化剂协同过硫酸氢钾降解水中传统方法难以去除的有机污染物，且催化剂廉价易得，运行成本低，对环境治理具有重要意义；

(4) 废锂电池负极材料作为催化剂回收再利用，避免了传统废锂电池负极被丢弃、产生二次污染等问题。

附图说明