[发明专利]一种由废旧锂离子电池石墨负极制备膨胀石墨的方法

说明书

本发明涉及一种由废旧锂离子电池石墨负极制备膨胀石墨的方法，该方法包含以下步骤：1、废旧锂离子电池的放电、拆解、正负极分离、石墨分离；2、步骤1中得到的石墨在惰性气体下进行热解；3、步骤2中热解后的石墨进行酸溶除去杂质；4、步骤3中除杂后的石墨与大分子有机物或聚合物在高压反应釜中进行插层反应；5、步骤4中插层后的石墨超声处理后洗涤、烘干，得到膨胀石墨，该方法流程短，方法简单，能够得到膨胀倍率高的膨胀石墨，易于实现工业化，使得锂离子电池回收更彻底，减少了资源浪费的现象。

技术领域

本发明属于废弃物处理技术领域，具体地，涉及一种由废旧锂离子电池石墨负极制备膨胀石墨的方法。

背景技术

当前新能源汽车电动化浪潮席卷全球，动力电池是新能源汽车的核心，受下游整车市场需求的带动，处于产业链上游的动力电池行业也驶入快车道，随着产业规模不断扩大，按照新能源汽车电池5-8年的使用年限计算，新能源汽车将迎来动力电池的大规模“退役”，据统计，2025年动力电池退役报废量约为93GWh，市场经济规模将达379亿元，如何经济环保地进行废动力电池的资源化和无害化处置是亟需解决的难题；

现行主流的锂离子电池回收工艺为“拆解+破碎+湿法浸出+材料合成”，该方法可以提取锂、镍、钴、锰、铜等有价金属，而石墨负极一般采取填埋或焚烧处理，极大地浪费了资源，基于此，提出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由废旧锂离子电池石墨负极制备膨胀石墨的方法，通过石墨粉提取、石墨粉热解、石墨纯化、石墨插层、超声处理；解决了现有的锂电池回收工艺效果较差，资源浪费多的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种由废旧锂离子电池石墨负极制备膨胀石墨的方法，包括如下步骤：

步骤S1石墨粉提取：将废旧锂离子电池在盐溶液中放电，放电后拆解、分离，得到石墨粉；

步骤S2石墨粉热解：将S1中得到的石墨粉在热解炉中进行热解；

步骤S3石墨纯化：将S2中热解后的石墨粉进行酸洗除杂，得到纯化石墨；

步骤S4石墨插层：将S3中纯化后的石墨与聚合物进行调浆混合，在高压反应釜中进行插层反应，反应后洗涤过滤得到插层石墨；

步骤S5超声处理：将S4中插层后的石墨进行超声处理，得到膨胀石墨。

进一步的，步骤S2所述的热解气氛为惰性气体，热解温度300-600℃，热解时间1-5h。

进一步的，步骤S3所述的酸为硫酸溶液，浓酸溶液的质量分数为10-50％，石墨粉和硫酸溶液的用量质量比为1:2-5，酸洗次数1-5次。

进一步的，步骤S4所述的聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、3,4-乙烯二氧噻吩、聚吡咯中的一种或多种任意比例混合，聚合物与石墨的用量质量比为1:2-10，插层反应固液比1:2-5，反应温度80-150℃。

进一步的，步骤S5所述的超声处理时间为1-5h。

本发明的有益效果：

本发明是通过对废旧锂电子电池石墨负极进行石墨粉提取、石墨粉热解、石墨纯化、石墨插层、超声处理的方法得到膨胀石墨，该方法流程短，方法简单，能够得到膨胀倍率高的膨胀石墨，易于实现工业化，使得锂离子电池回收更彻底，减少了资源浪费的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种由废旧锂离子电池石墨负极制备膨胀石墨的方法的流程图。