一種廢舊鋰離子動力電池負極材料的回收再利用方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于廢舊裡離子電池材料的回收技術領域，具體設及一種廢舊裡離子動力 電池負極材料的回收再利用方法。
【背景技術】
[0002] 近些年來，得益于我國政府不斷的政策扶持，社會大眾環保意識的逐步加強，W及 國內一批高校，科研單位及企業在動力電池，電池管理系統等方面的研發方面的持續努力， 我國的電動汽車市場得到了快速發展。隨著新能源車的快速產業化，其銷量將突飛猛進，而 裡離子動力電池的保有量也將會隨之呈幾何級數增長。而與此同時，廢舊裡離子動力電池 的環境污染問題和合理資源化回收利用的問題成為當前乃至今后國內外普遍關注和亟待 解決的難題。該問題的解決不僅有利于環境的保護，更有利于資源的循環利用，具有重大的 現實意義。
[0003] 近些年來，國內外對于廢舊電池中的電極材料回收處理的研究越來越多。然而，由 于石墨負極材料回收價值相對較低，對于負極片的回收利用一般主要側重于有色金屬銅錐 的回收。目前對于負極活性物質(石墨）的回收工藝，主要是通過將廢舊負極材料在空氣中 高溫般燒的方法來修復使用，該方法很難實現負極材料的電化學活性的完全再次修復，循 環性能較差。公告號為CN101710632B的專利公開了一種廢舊裡離子電池陽極材料石墨的回 收及修復方法，該方法采用醋酸纖維作為表面修飾劑對石墨在高溫條件下進行表面修飾， 從而對石墨負極完成修復。該方法實現了對石墨負極的修復處理，但是該方法工序相對復 雜繁瑣，需要專口高溫除去乙烘黑和多余有機物，得到修復的石墨負極的性能一般。公開號 為CN101638316A的專利公開了一種裡離子電池石墨負極再生的方法，該方法通過將石墨負 極在N-甲基化咯燒酬溶劑或溶液在微波福照下進行處理，實現石墨負極的修復再生。該方 法相對簡單，但由于要用到有機溶劑，會造成樣品回收成本偏高，且石墨材料的性能修復效 果一般。因此，開發新的裡離子電池石墨負極活性物質回收再生技術并進一步提高石墨負 極的性能尤為重要，不僅可W節約資源，降低成本，而且可W保護環境。
【發明內容】
[0004] 本發明解決的技術問題是提供了一種廢舊裡離子動力電池負極材料的回收再利 用方法，該方法工藝簡單，不僅可W修復負極電性能，而且可W進一步提高負極材料的性 能，W實現負極材料的電性能修復和提高，實現該材料的再次利用，有效減少資源消耗，降 低電池使用成本。
[000引本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種廢舊裡離子動力電池負極材 料的回收再利用方法，其特征在于具體步驟為： (1)浸泡預處理，將從廢舊裡離子電池中分離出來的負極片依次在摩爾濃度為0.1-Imo 1 /L的堿液中浸泡10-60分鐘，摩爾濃度為0.1 -0.5mo 1 /L的稀酸液中浸泡10-60分鐘，去 離子水中漂洗10-60分鐘； (2) 預般燒分離，將浸泡預處理后的負極片在空氣氣氛中300-450°C高溫條件下般燒1-4小時，使負極活性物質與銅錐分離，干燥，研磨，篩分后得到負極活性物質，廢舊銅錐直接 回收； (3) 飽和鐵鹽溶液混合處理，將可溶性鐵鹽溶于去離子水中配制成飽和鐵鹽溶液，并將 飽和鐵鹽溶液W噴霧的方式加入到步驟(2)得到的負極活性物質中，攬拌混合均勻，其中可 溶性鐵鹽與負極活性物質的質量比為0.05-0.6:1; (4) 二次般燒處理，將步驟(3)得到的混合物在惰性氣氛下經過450-700°C高溫處理1-4 小時，冷卻后粉碎，篩分得到電池級的再生負極材料。
[0006] 進一步限定，步驟(1)中所述的堿液為氨氧化鋼溶液、氨氧化鐘溶液或氨氧化裡溶 液中的一種或多種。
[0007] 進一步限定，步驟(1)中所述的稀酸液為硫酸、硝酸或鹽酸。
[0008] 進一步限定，步驟(2)中所述的負極活性物質的主要成分為天然石墨、人造石墨或 中間相碳微球中的一種或多種。
[0009] 進一步限定，步驟(3)中所述的可溶性鐵鹽為硝酸鐵、硫酸亞鐵、醋酸亞鐵、硫酸亞 鐵錠或氯化亞鐵中的一種或多種。
[0010] 進一步限定，步驟(4)中所述的惰性氣氛為氮氣、氣氣或氮氣。
[0011] 本發明與現有技術相比具有W下有益效果:本發明工藝簡單，易于大規模工業化 生產，工藝環保，材料回收成本低，回收率高，性能優異。本發明回收再生的負極材料由于飽 和鐵鹽分解后形成的氧化物等物質的表面改性，修復了負極材料表面由于長時間循環使用 形成的粉化裂隙，使得該負極材料具有優異的電化學活性和循環可逆性，0.2C放電容量達 到380mAh/g W上，50次循環后容量保持率為97.0%w上。
【具體實施方式】
[0012] W下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本 發明上述主題的范圍僅限于W下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發 明的范圍。
[0013] 實施例1 將從廢舊裡離子動力電池中分離出的負極片依次在摩爾濃度為〇.2mol/L的氨氧化鋼 溶液中浸泡20分鐘，摩爾濃度為O.lmol/L的硫酸溶液中浸泡60分鐘，去離子水中漂洗10分 鐘，隨后在空氣氣氛中350°C高溫條件下般燒4小時，使負極活性物質與銅錐分離，干燥，研 磨，篩分后得到預處理后的負極粉;將硫酸亞鐵鹽溶于去離子水中配成飽和鐵鹽溶液，將飽 和鐵鹽溶液W噴霧的方式加入到預處理后的負極粉中，混合均勻，其中負極粉和硫酸亞鐵 的質量比為1:0.1;將所得的混合物在氮氣保護下經過600°C高溫處理1小時，冷卻后粉碎， 篩分得到再生負極材料。
[0014] 實施例2 將從廢舊裡離子動力電池中分離出的負極片依次在摩爾濃度為O.lmol/L的氨氧化鋼 溶液中浸泡30分鐘，摩爾濃度為0.2mol/L的鹽酸溶液中浸泡20分鐘，去離子水中漂洗10分 鐘，隨后在空氣氣氛中450°C高溫條件下般燒1小時，使負極活性物質與銅錐分離，干燥，研 磨，篩分后得到