本發(fā)明涉及廢舊鋰電池回收領域，具體而言，涉及一種廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法。

背景技術：

1、隨著電動汽車市場的不斷擴大，鋰電池的應用也日益廣泛。鋰離子電池(libs)由于其高能量、高功率密度、記憶效應小和自放電慢等明顯優(yōu)勢，逐漸成為電動汽車(evs)和混合動力汽車(hevs)的主要動力來源。然而，伴隨著鋰電池的大量使用，也產生了大量的廢舊電池，其中包含大量的石墨負極材料。石墨具備高結晶度和高導電率、接近于鋰金屬電位的低電位平臺、高嵌鋰容量、良好層狀結構以及儲量豐富等優(yōu)點，成為了鋰離子電池市場中應用最廣泛的負極材料之一。因此，對鋰離子電池負極石墨的回收利用顯得尤為重要。

2、鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的包括，例如，提供了一種廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法和廢舊鋰離子電池的回收方法，其能夠穩(wěn)定地確?；厥盏氖漠a品品質，并且本發(fā)明簡潔高效，耗能低，加工時間少，從而實現了產能和效率的雙重提升。

2、本發(fā)明的實施例可以這樣實現：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法，包括：

4、將片狀的石墨負極片經超聲波熱水浸泡后分離石墨漿料和銅箔片；

5、將所述石墨漿料與氧化劑進行高溫高壓水熱反應，反應液經固液分離并水洗；

6、對水洗后的固體石墨進行干燥和燒結，得到熱解石墨；

7、對所述熱解石墨進行球磨以分離石墨和粘接劑，得到石墨粉；

8、對所述石墨粉進行氣流分級和旋風分離以去除無定型碳，收集粗粉石墨作為石墨成品。

9、在可選的實施方式中，所述超聲波熱水浸泡后分離的步驟中浸泡溫度為70℃～90℃，浸泡時間為30-60min，所述超聲波功率為1000w～1500w。

10、在可選的實施方式中，所述超聲波熱水浸泡后分離的步驟在回收裝置中進行，所述回收裝置包括回轉筒體、循環(huán)水箱和超聲波發(fā)生器，所述回轉筒體的側壁設置有網孔和螺旋狀導流板，所述回轉筒體的頂部設置有噴淋管，所述噴淋管與所述循環(huán)水箱通過循環(huán)泵連通，所述循環(huán)水箱內設置有加熱器，所述循環(huán)水箱設置于所述回轉筒體的下方，所述回轉筒體的下部伸入所述循環(huán)水箱的液面以下，所述超聲波發(fā)生器設置于所述循環(huán)水箱的外側底部；

11、優(yōu)選地，所述回轉筒體的進料口設置有進料引流板，出料口設置有出料引流板；

12、優(yōu)選地，所述石墨漿料和所述銅箔片經所述回轉筒體上的所述網孔分離，所述石墨漿料進入所述循環(huán)水箱，所述銅箔片經所述出料引流板排出。

13、在可選的實施方式中，所述高溫高壓水熱反應的溫度為110℃～180℃，反應壓力為104kpa～123kpa，反應時間為10min～60min；

14、和/或，所述高溫高壓水熱反應在攪拌狀態(tài)下進行，攪拌速度為200rpm～500rpm；

15、和/或，所述氧化劑包括過硫酸鈉、過硫酸鉀和過硫酸銨中的至少一種；

16、和/或，所述石墨漿料和所述氧化劑的固液比為5g/l～20g/l；

17、和/或，所述石墨漿料在進行所述高溫高壓水熱反應之前，還包括對所述石墨漿料進行100～150目篩分，以篩除大顆粒銅雜質。

18、在可選的實施方式中，所述干燥包括于80℃～200℃下干燥10h～30h；

19、優(yōu)選地，所述燒結包括于保護氣氛下450℃～750℃燒結2h～4h；

20、優(yōu)選地，所述保護氣氛包括氮氣、氦氣和氬氣中的至少一種。

21、在可選的實施方式中，所述球磨的轉速為200rpm～700rpm，優(yōu)選為400rpm～600rpm；

22、和/或，所述熱解石墨和所述球磨中用的球磨子的質量比為1:2～1:6，優(yōu)選為1:3～1:5；

23、和/或，所述球磨的時間為5min～30min，優(yōu)選為5min～20min。

24、在可選的實施方式中，所述氣流分級的給料速度為3kg/min～5kg/min，脈動頻率為30hz～50hz，氣流速度為10cm/s～12cm/s；

25、和/或，所述旋風分離的風壓為5000pa～7500pa，風量為250m3/min～400m3/min。

26、在可選的實施方式中，所述片狀的石墨負極片的制備方法包括將石墨負極片經雙軸撕碎機上進行撕碎處理，制得2cm～7cm大小的片狀；

27、優(yōu)選地，所述石墨負極片為未經循環(huán)使用的石墨負極片，所述石墨負極片包括未組裝成電池的邊角料、不良品和廢料中的至少一種。

28、在可選的實施方式中，所述石墨成品中cu含量為5ppm-9ppm，比表面積為1.28m2/g-1.36m2/g，振實密度為1.09g/cm3-1.12g/cm3。

29、第二方面，本發(fā)明提供一種廢舊鋰離子電池的回收方法，其包括如前述實施方式任一項所述的廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法。

30、本發(fā)明實施例的有益效果包括，例如：

31、本發(fā)明提供的廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法，其采用超聲波熱水浸泡和高溫高壓水熱反應結合的工藝流程，使得銅箔剝離過程既迅速又高效，銅回收率和剝離度均高達95％以上，顯著提升了生產效益，隨后引入球磨、氣流分級和旋風分離相結合的工藝流程，有效地去除了樣品碳化過程中產生的非石墨碳(對于石墨來說，屬于雜質相)，從而提高了石墨的純度，為高品質產品的生產奠定了堅實基礎。本發(fā)明的工藝不僅簡潔高效，更能穩(wěn)定地確保產品品質。相較于傳統(tǒng)的化學添加劑提純與改性方法，本發(fā)明的耗能顯著降低，加工時間大幅減少，從而實現了產能和效率的雙重提升。與其他包覆碳化工藝相比，本發(fā)明的焙燒過程無需添加瀝青等進行包覆碳化處理，就能達到高性能負極石墨，降低了成本。本發(fā)明提供的廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法通過將多個工藝流程步驟聯合處理，得到的再生石墨展現出卓越的性能。它不僅能夠高效去除微粉細粉以及無定型碳雜質，使比表面積bet下降，從而增加負極石墨的放電比容量和首次放電效率，而且粒度d50能夠達到15μm，同時增加了石墨的振實密度和壓實密度(有利于克容量增加)；石墨樣品表面結構修復效果顯著，進一步提升了石墨的應用性能。

技術特征：

1.一種廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法，其特征在于，所述超聲波熱水浸泡后分離的步驟中浸泡溫度為70℃～90℃，浸泡時間為30-60min，所述超聲波功率為1000w～1500w。

3.根據權利要求2所述的廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法，其特征在于，所述超聲波熱水浸泡后分離的步驟在回收裝置(100)中進行，所述回收裝置(100)包括回轉筒體(110)、循環(huán)水箱(120)和超聲波發(fā)生器(130)，所述回轉筒體(110)的側壁設置有網孔(111)和螺旋狀導流板(112)，所述回轉筒體(110)的頂部設置有噴淋管(113)，所述噴淋管(113)與所述循環(huán)水箱(120)通過循環(huán)泵(122)連通，所述循環(huán)水箱(120)內設置有加熱器(121)，所述循環(huán)水箱(120)設置于所述回轉筒體(110)的下方，所述回轉筒體(110)的下部伸入所述循環(huán)水箱(120)的液面以下，所述超聲波發(fā)生器(130)設置于所述循環(huán)水箱(120)的外側底部；

4.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法，其特征在于，所述高溫高壓水熱反應的溫度為110℃～180℃，反應壓力為104kpa～123kpa，反應時間為10min～60min；

5.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法，其特征在于，所述干燥包括于80℃～200℃下干燥10h～30h；

6.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法，其特征在于，所述球磨的轉速為200rpm～700rpm，優(yōu)選為400rpm～600rpm；

7.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法，其特征在于，所述氣流分級的給料速度為3kg/min～5kg/min，脈動頻率為30hz～50hz，氣流速度為10cm/s～12cm/s；

8.根據權利要求1所述的廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法，其特征在于，所述片狀的石墨負極片的制備方法包括將石墨負極片經雙軸撕碎機上進行撕碎處理，制得2cm～7cm大小的片狀；

9.根據權利要求1-8任一項所述的廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法，其特征在于，所述石墨成品中cu含量為5ppm-9ppm，比表面積為1.28m2/g-1.36m2/g，振實密度為1.09g/cm3-1.12g/cm3。

10.一種廢舊鋰離子電池的回收方法，其特征在于，其包括如權利要求1-9任一項所述的廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法。

技術總結
本發(fā)明提供了一種廢舊鋰離子電池中石墨的修復再生方法，涉及廢舊鋰電池回收領域。該修復再生方法包括：將片狀的石墨負極片經超聲波熱水浸泡后分離石墨漿料和銅箔片；將石墨漿料與氧化劑進行高溫高壓水熱反應，反應液經固液分離并水洗；對水洗后的固體石墨進行干燥和燒結，得到熱解石墨；對熱解石墨進行球磨以分離石墨和粘接劑，得到石墨粉；對石墨粉進行氣流分級和旋風分離以去除無定型碳，收集粗粉石墨作為石墨成品。其能夠穩(wěn)定地確?；厥盏氖漠a品品質，并且本發(fā)明簡潔高效，耗能低，加工時間少，從而實現了產能和效率的雙重提升。

技術研發(fā)人員：何文姬,阮丁山,范霞,周游,李長東
受保護的技術使用者：廣東邦普循環(huán)科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10