[发明专利]一种锂离子电池石墨负极材料回收再利用的方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池石墨负极材料回收再利用的方法，取失效后的锂离子电池，在湿度10%以下的环境中拆解，收集负极材料，置于惰性气体氛围下热处理，将所得样品破碎后过200目筛，得到纳米硅@碳@石墨复合材料。由于失效后的电池克容量损失较严重，并且回收负极材料表面由于析锂、电解液沉积等，因此需要对回收负极材料进行再处理去除表面杂质，然后，利用纳米硅比容量高的特点对回收负极材料进行修饰制备复合材料，解决回收负极材料的容量损失的问题，制备纳米硅@碳@石墨复合材料，解决纳米硅充放电循环过程中体积膨胀导致的性能衰减问题。可将失效后的负极材料回收再利用，具有工艺简单、制备成本低、性能稳定，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及废旧锂离子电池的处理问题，特别是涉及一种锂离子电池石墨负极材料回收再利用的方法，属于锂离子电池领域。

背景技术

近年来，随着锂离子电池的广泛应用，废旧电池的回收处理成为一个重点问题。

目前商用锂离子电池负极材料以石墨为主，石墨由于高度的稳定性，失效后的电池负极材料回收后仍然具有非常好的电话学性能，然而由于制作极片过程中引入导电剂、粘结剂等材料，导致回收后的负极材料容量较商业化的石墨材料比容量明显降低，为了提升回收负极材料的比容量，本发明通过将回收后的负极材料与纳米硅材料进行复合，充分利用纳米硅料比容量高的特点，改善回收负极的比容量，从而促进废旧电池负极材料的再利用问题。

本发明提供一种简单的废旧电池负极材料的回收再利用及性能改进方法，解决了回收负极材料作为锂离子电池负极再利用过程中容量降低的问题，对推进废旧电池的回收再利用具有实际应用价值。

发明内容

本发明目的是提供一种锂离子电池石墨负极材料回收再利用的方法。一种简单可行的改善失效锂离子电池负极材料性能的方法。

本发明目的通过以下方案实现：

一种锂离子电池石墨负极材料回收再利用的方法，通过回收负极材料，将其与纳米硅材料复合，实现对失效锂离子电池负极材料的回收再利用，包括如下步骤：

步骤一，回收的负极材料：取失效后的锂离子电池，在湿度10%以下的环境中拆解，收集负极材料；将收集的负极材料分散于去无水乙醇中，超声30min后抽滤，将粉体材料分散于去离子水中，超声30min后抽滤、烘干，得到负极材料；

步骤二，回收碳材料：将步骤一得到的负极材料置于惰性气体氛围下热处理，热处理温度650-750℃，保温时间1-2h，升温速度3~6 ℃/min，待降至室温，得到回收碳材料，记为样品A；

步骤三：取适量葡萄糖溶于去离子水中，然后加入纳米硅，葡萄糖和纳米硅的质量比（2~5）:1，搅拌分散，然后喷雾干燥，所得样品记为样品B；

步骤四：取样品A和样品B，按质量比10:（0.1~1）通过机械混合方式混合后，置于管式炉中热处理，在氩气保护下，以 3~6 ℃/min 的升温速率升温到650~800℃，保温2~4h，自然降温，将所得样品破碎后过200目筛，得到纳米硅@碳@石墨复合材料。

步骤一中，所述的失效后的锂离子电池为容量将至初始容量60%以下的锂离子电池。

步骤二中，所述的惰性气体氛围为高纯氩或高纯氮。

步骤三中，所述的纳米硅为粒度分散在80~105 nm的纳米硅材料。

由于失效后的电池克容量损失较严重，并且回收负极材料表面由于析锂、电解液沉积等，因此需要对回收负极材料进行再处理去除表面杂质，然后利用纳米硅比容量高的特点对回收负极材料进行修饰制备复合材料，解决回收负极材料的容量损失的问题，并且通过碳包覆，制备纳米硅@碳@石墨复合材料，解决纳米硅充放电循环过程中体积膨胀导致的性能衰减问题。该方法的优点在于可将失效后的负极材料回收再利用，制备工艺简单，制备成本低，且性能稳定，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为纳米硅@碳@石墨复合材料的循环数据。