利用废旧镍氢电池制备用于电池负极活性材料储氢合金的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制备电池负极活性材料储氢合金的方法，特别涉及一种利用废旧镍氢电池制备电池负极活性材料储氢合金的方法。
【背景技术】
[0002]目前一方面镍氢电池负极活性材料储氢合金的制备方法均是采用相应的高纯金属粉末经尚温恪炼保温精炼急速冷却后制得，所米用的原材料尚纯金属是从原矿中提炼制得，需要自然矿产资源。而另一方面，废旧镍氢电池中含有大量的镍以及相当数量的稀土元素未能被有效回收利用。由于缺乏适当的回收途径，目前镍氢废旧电池一般作为垃圾被填埋，不仅对环境有着潜在的污染，也是一种巨大的浪费。也有部分废旧镍氢电池采用湿法回收其中的有价金属的方法，但仅能回收部分的有价金属。。
【发明内容】
[0003]本发明旨在提供一种利用废旧镍氢电池制备用于电池负极活性材料储氢合金的方法，可有效节约矿产资源，缩短回收再利用的路线，简化工艺。本发明通过以下方案实现。
[0004]包括以下步骤:
[0005](I)除去废旧镍氢电池外壳后，将电芯放入热处理设备中，在真空或充满保护气氛的条件下，加热至200?500°C并维持2?4h ；
[0006](2)取出经热处理后的材料，以振动过筛方式分离分别得到筛上物和筛下物；
[0007](3)对筛下物进行重力分选，取密度较重的粉体材料；
[0008](4)将经重力分选后选取的密度最重的粉体材料置于耐高温容器内，按用于电池负极活性材料的储氢合金的化学构成向其中补入相应缺失的金属，与现行的储氢合金制备中的熔炼工艺基本类似，经高温熔炼——保温精炼——急速冷却后制得。
[0009]保护气氛一般为氮气或惰性气体中的一种或多种。
[0010]在第(I)步后，经热处理后的材料经洗涤一一烘干后再进行所述的振动过筛分离，可降低杂质量，提高制得活性材料的性能。
[0011]与现有技术相比，本发明有以下的优点:
[0012]1.本发明可直接利废丨日镍氢电池的通过简单物理方法分离后，再将分离物直接作为制备储氢合金粉体材料的原材料，而未采用先回收得到其中的有价金属一一再将金属作为制备储氢合金的原材料的传统思路，工艺简单且能充分利用其中的金属资源，包括难以回收的稀土。
[0013]2.通过在真空或充有惰性气体的冶金设备中加热并维持一定时间，就可以将隔膜及粘结剂等有机物熔解掉，从而使得活性物质材料从基体中脱落开，有效提高回收率
[0014]3.整个回收工序几乎不产生废渣，安全环保。
【具体实施方式】
[0015]以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
[0016]实施例1
[0017]—种利用废旧圆形镍氢电池制备用于电池负极活性材料储氢合金的方法，按以下步骤进行:
[0018](I)除去圆形废旧镍氢电池的金属钢外壳后，将电芯放入热处理设备中，在充满氮气的条件下，加热至500°C并维持2h ；
[0019](2)取出经热处理后的材料，使用纯水进行洗涤并烘干，除去碱液等杂质；然后将烘干后的材料振动过筛分离，分别得到筛上物和筛下物；
[0020](3)对筛下物进行重力分选，取密度较重的粉体材料；
[0021](4)将经重力分选后选取的密度最重的粉体材料置于耐高温容器内，按用于电池负极活性材料的储氢合金的化学构成向其中补入金属钴、锰、铝、稀土金属等相应缺失的金属，采用与现行的储氢合金制备中的熔炼基本类似的工艺，在氩气保护气氛下进行高温熔炼，至耐高温容器内的所有金属完全熔化为金属溶液并完全发亮后，再保温精炼一定时间，急速冷却后得到储氣合金。
[0022]实施例2
[0023]—种利用废旧方形镍氢电池制备用于电池负极活性材料储氢合金的方法，按以下步骤进行:
[0024](I)除去方形废旧镍氢电池的金属钢外壳后，将电芯放入冶金热处理设备中，在充满氩气的条件下，加热至380°C并维持3h;
[0025](2)取出经热处理后的材料，使用纯水进行洗涤并烘干，除去碱液等杂质；然后将烘干后的材料振动过筛分离，分别得到筛上物和筛下物；
[0026](3)对筛下物进行重力分选，取密度较重的粉体材料；
[0027](4)将经重力分选后选取的密度最重的粉体材料置于耐高温容器内，按用于电池负极活性材料的储氢合金的化学构成向其中补入金属钴、锰、铝、稀土金属等相应缺失的金属，采用与现行的储氢合金制备中的熔炼基本类似的工艺，在氩气保护气氛下进行高温熔炼，至耐高温容器内的所有金属完全熔化为金属溶液并完全发亮后，再保温精炼一定时间，急速冷却后得到储氣合金。
【主权项】
1.一种利用废旧镍氢电池制备用于电池负极活性材料储氢合金的方法，其特征在于:包括以下步骤， (1)除去废旧镍氢电池外壳后，将电芯放入热处理设备中，在真空或充满保护气氛的条件下，加热至200?500°C并维持2?4h ； (2)取出经热处理后的材料，以振动过筛方式分离分别得到筛上物和筛下物； (3)对筛下物进行重力分选，取密度较重的粉体材料； (4)将经重力分选后选取的密度最重的粉体材料置于耐高温容器内，按用于电池负极活性材料的储氢合金的化学构成向其中补入相应缺失的金属，经高温熔炼一一保温精炼--急速冷却后制得。2.如权利要求1所述的利用废旧镍氢电池制备用于电池负极活性材料储氢合金的方法，其特征在于:在所述第(I)步后，经热处理后的材料经洗涤一一烘干后再进行所述的振动过筛分离。
【专利摘要】本发明提供了利用废旧镍氢电池制备用于电池负极活性材料储氢合金的方法，将废旧镍氢电池去壳的电芯放入冶金设备中经热处理后，材料进行振动过筛，筛下物进行重力分选取密度最大的粉体，置于耐高温容器内，补入缺失的金属，经高温熔炼、保温精炼、急速冷却后制得储氢合金。本发明方法工艺简单且能充分利用其中的金属资源，包括难以回收的稀土，重金属回收率较高。
【IPC分类】H01M4/38, H01M10/54
【公开号】CN105514400
【申请号】CN201511026351
【发明人】杨先锋, 王一乔, 钟发平, 张洪涛
【申请人】先进储能材料国家工程研究中心有限责任公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日