一種鋰離子電池石墨負(fù)極再生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電池材料再生領(lǐng)域，具體是涉及一種裡離子電池石墨負(fù)極再生方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，裡離子電池的數(shù)量迅速增加，廢舊電池的回收問(wèn)題已經(jīng)變得日益迫切起 來(lái)。目前裡離子電池陰極片中的重金屬回收已產(chǎn)業(yè)化，但對(duì)陽(yáng)極石墨的回收還不完善。據(jù) 信息產(chǎn)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，2011年，我國(guó)約有3600噸廢舊裡離子電池，每年廢舊電池內(nèi)可回收的石 墨量在6000噸W上，如今該數(shù)量只多不少。
[000引 中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)；CN101710632A，授權(quán)公告日2010年05月19日的專利文件 中，公開(kāi)了一種廢舊裡離子電池陽(yáng)極材料石墨的回收及修復(fù)方法，該方法包括W下步驟；1) 將石墨與銅鉛分離，得到陽(yáng)極材料石墨粗產(chǎn)品；2)采用無(wú)機(jī)酸液浸泡除去陽(yáng)極材料石墨粗 產(chǎn)品中的裡、銅等金屬雜質(zhì)；3)采用700-90(TC高溫除去己快黑和殘留有機(jī)物，并使石墨表 面氧化；4)包覆，采用醋酸纖維作為表面修飾劑對(duì)石墨進(jìn)行表面修飾后，在300-90(TC高溫 下處理。從而對(duì)石墨負(fù)極完成修復(fù)。上述方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢舊電池中石墨負(fù)極的修復(fù)處理， 但是修復(fù)處理工序不僅繁瑣，而且修復(fù)得到的石墨負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性較差。根本原因在于對(duì) 負(fù)極粘結(jié)劑的燃燒處理不夠充分，燃燒殘留物直接影響石墨的再次使用性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)裡離子電池石墨負(fù)極的再生處理工序繁瑣，處理后 得到的石墨雜質(zhì)較多的問(wèn)題，提供了一種工序簡(jiǎn)單，再生石墨雜質(zhì)少的裡離子電池石墨負(fù) 極再生方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案： 一種裡離子電池石墨負(fù)極再生方法，操作步驟為： (1) 將廢電池切掉極耳，分離電池的鉛塑膜和電芯，分別浸泡入堿液中，堿洗后的鉛塑 膜直接回收； (2) 取出電芯，分離出電芯中的負(fù)極片，放入攬拌裝置中，然后加入N-甲基化咯焼麗溶 劑或者含N-甲基化咯焼麗的水溶液，進(jìn)行攬拌； (3) 取出攬拌后分離出的息濁液，息濁液轉(zhuǎn)入離也機(jī)中，分離出清液，剩余為粗石墨粉 料； (4) 將粗石墨粉料用酸性溶液酸洗、過(guò)濾，過(guò)濾后得到的石墨污泥進(jìn)行真空干燥，干燥 后的石墨污泥經(jīng)碼磨后，制得再生石墨粉料。
[0006] 本發(fā)明中，廢電池分離后先浸泡堿液，是為了除去分離電池鉛塑膜時(shí)的鉛屑。負(fù)極 片中集流體和石墨的分離，采用N-甲基化咯焼麗溶劑，能有效溶解負(fù)極片中的粘結(jié)劑，使 得負(fù)極片上的附著物脫離集流體。然后將得到的粗石墨粉料進(jìn)行酸洗，去除金屬雜質(zhì)，經(jīng)干 燥后得到再生石墨。
[0007] 作為優(yōu)選，步驟（4)中粗石墨粉料的酸洗過(guò)程在微波福照的條件下進(jìn)行。
[000引微波加熱具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)效率高和可選擇性加熱的特點(diǎn)。它能對(duì)物體內(nèi) 外整體加熱。石墨是微波較好的吸收體，所W在用微波福照石墨時(shí)，石墨會(huì)從內(nèi)到外迅速升 溫，使得石墨和酸分子熱運(yùn)動(dòng)加快，并且使得石墨晶體與雜質(zhì)之間產(chǎn)生裂隙，從未加速混酸 對(duì)夾雜在石墨微晶間的雜質(zhì)的作用，提高了除雜效率。
[0009] 作為優(yōu)選，微波福照在微波消解儀中進(jìn)行，微波福射功率為400~800W，壓力設(shè)置 在0. 8~1. 2MPa，時(shí)間為15~30min。
[0010] 酸洗過(guò)程在微波消解儀的密閉罐中進(jìn)行，可W實(shí)現(xiàn)壓力的控制，因?yàn)樵谏鲜鑫⒉?功率和壓力下，酸液會(huì)發(fā)生氣液相變化，提高除雜效率。
[0011] 作為優(yōu)選，步驟（3)中分離出的清液再次加入攬拌裝置中，進(jìn)行二次攬拌，往復(fù)至 少3次。對(duì)負(fù)極片集流體上附著的石墨粉和粘結(jié)劑，多次加入洗液，多次攬拌，進(jìn)行充分分 離。而且，分離出的清液含粘結(jié)劑和大量溶劑，進(jìn)行循環(huán)使用，節(jié)約了溶劑消耗。
[0012] 作為優(yōu)選，步驟（1)中堿液為氨氧化軸溶液，濃度為0. 5~lmol/1，堿洗時(shí)間為 0. 5 ~Ih。
[0013] 作為優(yōu)選，所述堿液在循環(huán)裝置中循環(huán)流動(dòng)。流動(dòng)的堿液洗涂效果更好。
[0014] 作為優(yōu)選，步驟（4)中酸性溶液為硫酸，硫酸濃度為0. 5~Imol/L。
[0015] 作為優(yōu)選，步驟（4)中干燥溫度為160~180°C。
[0016] 有益效果： 由于本發(fā)明屬于廢舊電池回收和再利用領(lǐng)域，只有當(dāng)整個(gè)回收和再生的過(guò)程成本較 低時(shí)才能使得該發(fā)明具有實(shí)際意義。本發(fā)明中負(fù)極的回收大多為物理方法，和傳統(tǒng)高溫法 相比；第一，處理工序簡(jiǎn)單；第二，節(jié)約了能源消耗，避免了高溫法帶來(lái)的氣體粉塵污染；第 H，得到的再生石墨雜質(zhì)少，高溫法對(duì)負(fù)極粘結(jié)劑的燃燒處理不夠充分，而且燃燒產(chǎn)物多為 無(wú)定形碳，電子導(dǎo)電性較差，直接影響到修復(fù)后石墨負(fù)極的充放電性能，會(huì)影響回收的石墨 質(zhì)量，直接影響石墨的再次使用性能。
[0017] 本發(fā)明中，通過(guò)逐步對(duì)廢電池的分離，不僅僅回收再生了石墨，而且可W回收包括 鉛塑膜、隔膜、集流體在內(nèi)的其他電池部件。整個(gè)操作過(guò)程工序簡(jiǎn)單，再生的石墨沒(méi)有遭到 破壞性處理，再次使用制得的電池性能保持良好。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是本發(fā)明中回收的再生石墨的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0020] 實(shí)施例1 取廢舊的22Ah軟包裝磯酸鐵裡電池一塊，重量為485g，按照如下步驟操作： (1)將廢電池放入切割機(jī)切掉極耳，分離電池的鉛塑膜和電芯，極耳、鉛塑膜、電芯分別 放入H只裝有循環(huán)堿液的桶中浸泡。堿液為0. 5mol/L的氨氧化軸溶液，浸泡比。堿浸并控 干后的極耳、鉛塑膜，收集回收。
[0021] (2)取出電芯，割開(kāi)電芯上的膠帶，分離出電芯中的負(fù)極片。將負(fù)極片放入攬拌裝 置中，攬拌裝置采用封閉的攬拌桶。然后加入1200毫升容量的N-甲基化咯焼麗濃度為10% 的水溶液，進(jìn)行攬拌。
[0022] (3)取出攬拌后分離出的息濁液，息濁液轉(zhuǎn)入離也機(jī)中，離也分離出清液，清液再 次加入攬拌裝置中，進(jìn)行二次攬拌，往復(fù)3次，離也機(jī)中剩余為粗石墨粉料。攬拌桶內(nèi)去除 電極材料后的負(fù)極片剩余集流體，收集回收。