[发明专利]一种退役锂离子电池负极材料的修饰方法

说明书

本发明提供了一种退役锂离子电池负极材料的修饰方法，属于锂离子电池负极材料回收技术领域。本发明以退役磷酸铁锂电池回收Li、Fe、P元素后的石墨负极粉末为原料，针对石墨粉中残存的含氟组分以及粒径较小、形貌不规整的碎屑夹杂物，在不需加入其他化学试剂条件下进行单体强化解离和氧化焙烧热处理，在高效脱除含氟组分的同时，使碎屑夹杂物在低温下充分燃烧，实现石墨粉的表面形貌修饰。本发明得到的再生石墨粉形貌规整、杂质氟含量低，电化学充放电性能得到有效提升，本发明的方法还具有操作简单、成本低的优势。

技术领域

本发明涉及锂离子电池负极材料回收技术领域，尤其涉及一种退役锂离子电池负极材料的修饰方法。

背景技术

锂离子电池因其工作电压高、可循环使用及环境友好等特点，在电动汽车、储能和3C电子设备领域应用广泛。在全球范围内，锂离子电池的装机容量呈现爆发式增长的趋势；相应地，处于产品生命周期报废阶段的退役锂离子电池也随之激增。

目前退役锂离子电池回收主要集中于正极材料中有价金属的回收利用，而在废旧锂离子电池中占比10～21％的石墨在传统的锂离子电池回收方法中，通常以高温燃烧能源化利用或作为滤渣堆存填埋，由此带来的颗粒物污染和温室效应加剧。因此，实现退役锂离子电池中石墨粉末的高值化闭环回收利用对新能源汽车和储能行业的可持续发展具有重要意义。

目前市场上针对锂电池石墨负极研究主要是通过改性处理来提升石墨材料的电化学性能，对于回收后的石墨材料中含氟组分和表面形貌对石墨性能的影响并未作过多研究，这就造成了石墨负极材料首次充放电性能较差。专利CN200910226670B公开了一种废旧锂离子电池阳极石墨的回收与修复方法，通过酸浸除杂后经高温焙烧，以醋酸纤维素作为包覆材料，丙酮为溶剂对石墨进行包覆改性处理，得到了一种纯度较高且表面包覆有无定形碳的碳质材料。但该专利工艺较为复杂，需要使用大量酸，产生的废水需额外处理，成本增加。

因此，如何得到一种工艺简单、环境友好、提高石墨材料电化学性能的退役锂离子电池负极石墨的表面修饰方法是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种退役锂离子电池负极材料的修饰方法，实现石墨表面形貌的修饰以及电化学性能的优化。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种退役锂离子电池负极材料的修饰方法，包括以下步骤：

1)将退役锂离子电池负极粉末和乙醇溶液混合后进行均质分散处理，得到石墨粉末；

2)将石墨粉末于混合气氛下焙烧处理，得到焙烧产物；

3)用乙醇对焙烧产物进行洗涤，固液分离后将固体产物干燥即可。

进一步的，步骤1)中，所述退役锂离子电池负极粉末为退役磷酸铁锂电池回收Li、Fe、P元素后的石墨负极粉末，所述石墨负极粉末中碳含量为76～84wt％，氟含量为2～3.6wt％。

进一步的，步骤1)中，所述乙醇溶液的体积浓度为10～40％，所述退役锂离子电池负极粉末和乙醇溶液的质量体积比为1g：2～8mL。

进一步的，所述均质分散的温度为20～80℃，均质分散的转速为2000～6000rpm，均质分散的时间为5～30min。

进一步的，步骤2)中，所述混合气氛为体积比为0.1～0.6：0.4～0.9的O₂和N₂。

进一步的，步骤2)中，所述焙烧处理的温度为200～480℃，焙烧处理的时间为0.5～3h。

进一步的，步骤3)中，所述洗涤的温度为30～80℃，洗涤的时间为10～50min。

进一步的，步骤3)中，所述干燥的温度为60～80℃，干燥的时间为5～10h。