一种用回收的钴酸锂制作超级电容器电极的方法
【专利摘要】一种用回收的钴酸锂制作超级电容器电极的方法，包括：废旧锂电池经过完全放电后拆除外壳，分离正、负极与隔膜，得到钴酸锂正极废料；然后置于有机溶剂A中，强力搅拌至钴酸锂从铝箔上完全脱落；用乙醇洗涤产物，干燥、过筛，得颗粒均匀的钴酸锂材料；）将回收的钴酸锂50%-90%、导电剂B5%-30%和粘结剂C5%-20%混合，滴加5-30滴有机溶剂D，研磨均匀，将上述混合物均匀涂在正方形泡沫镍上，两侧分别用圆形泡沫镍覆盖，压实，点焊，制备成超级电容器极片。本发明易于操作，实用性强；首次将回收的钴酸锂用于超级电容器，表现出优异的电化学性能，在2A/g电流密度下放电容量可达到630F/g。不但缓解了废旧锂电池对环境造成的压力，而且大幅度降低Co基超级电容器成本。
【专利说明】一种用回收的钴酸锂制作超级电容器电极的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用回收的钴酸锂制作超级电容器电极的新方法，更具体地说，是涉及从废旧锂电池中回收的钴酸锂作为超级电容器电极材料的新型应用途径，属于超级电容器电极制备的领域。
【背景技术】
[0002]Co基超级电容器具有功率密度大、可快速充放电和循环寿命好的优点，从而受到广大研究者的高度关注。然而，Co3O4, Co (OH)2, CoS等现有的Co基材料存在成本高的缺点而限制了电池的实用化。急需寻找成本低廉、含量丰富的含Co材料应用于超级电容器。同时我们考虑到近年来由于锂离子电池的大规模应用，导致大量钴酸锂正极废料的产生，造成了严重的环境污染和Co金属的资源浪费。
【发明内容】
[0003]本发明尝试从废旧锂电池中简易回收LiCoO2，并首次用作超级电容器电极材料，不仅能够缓解废旧锂电池对环境造成的压力，而且能够大幅度降低Co基超级电容器的成本。
[0004]本发明提供的用回收的钴酸锂制作超级电容器电极的新方法，该方法按照下述步骤进行:
(1)废旧锂电池经过完全放电后拆除外壳，分离正、负极与隔膜，得到钴酸锂正极废
料；
(2)将钴酸锂废料置于有机溶剂A中，强力搅拌至钴酸锂从铝箔上完全脱落；用乙醇洗涤产物，干燥、过筛，得到颗粒均匀的钴酸锂材料；
(3)将回收的钴酸锂50%-90%、导电剂B5%-30%和粘结剂C 5%-20%混合，滴加5_30滴有机溶剂D，研磨均匀，将上述混合物均匀涂在正方形泡沫镍上，两侧分别用圆形泡沫镍覆盖，压实，点焊，制备成超级电容器极片。所述有机溶剂A为NMP、DMAC或DMF。所述导电剂B为乙炔黑、碳粉或石墨。所述粘结剂C为PVDF或PTFE。所述有机溶剂D为NMP或乙醇。
[0005]本发明的优点和有益效果:
本发明方法易于操作，实用性强；将废电池中简易回收的钴酸锂作为Co基超级电容器的钴源，不仅能够缓解废旧锂电池对环境造成的压力，而且能够大幅度降低Co基超级电容器的成本。方法简单，实用性强，安全无污染，具有广泛的应用前景和较强的环保价值。
[0006]【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1本发明实施例提供的钴酸锂的XRD图；
图2本发明实施例提供的钴酸锂电极的循环寿命图；
图3本发明实施例提供的钴酸锂电极的放电曲线。[0008]
【具体实施方式】
[0009]下面结合实施例对本发明做进一步描述。
[0010]实施例1
废旧锂电池经过完全放电后拆除外壳，将正极铝箔、负极铜箔与隔膜分离后，得到钴酸锂正极废料；将上步得到的钴酸锂废料置于NMP中，强力搅拌至钴酸锂从铝箔上完全脱落；采用有机溶剂乙醇洗涤产物，干燥、过筛，得到颗粒均匀的钴酸锂材料；将回收的钴酸锂、乙炔黑和PVDF按质量百分比为80%: 10%: 10%混合均匀，滴加10滴NMP，研磨均匀，上述的混合物均匀涂在边长为Icm的正方形泡沫镍上，两侧分别用直径为2cm的圆形泡沫镍覆盖，压实，点焊，制备成超级电容器极片。
[0011]实施例2
废旧锂电池经过完全放电后拆除外壳，将正极铝箔、负极铜箔与隔膜分离后，得到钴酸锂正极废料；将上步得到的钴酸锂废料置于DMF中，强力搅拌至钴酸锂从铝箔上完全脱落；采用有机溶剂乙醇洗涤产物，干燥、过筛，得到颗粒均匀的钴酸锂材料；将回收的钴酸锂、石墨和PTFE按质量百分比为65%:20%:15%混合均匀，滴加20滴乙醇，研磨均匀，上述的混合物均匀涂在边长为2cm的正方形泡沫镍上，两侧分别用直径为3cm的圆形泡沫镍覆盖，压实，点焊，制备成超级电容器极片。
[0012]实施例3
废旧锂电池经过完全放电后拆除外壳，将正极铝箔、负极铜箔与隔膜分离后，得到钴酸锂正极废料；将上步得到的钴酸锂废料置于DMAC中，强力搅拌至钴酸锂从铝箔上完全脱落；采用有机溶剂乙醇洗涤产物，干燥、过筛，得到颗粒均匀的钴酸锂材料；将回收的钴酸锂、碳粉和PTFE按质量百分比为50%`:30%:20%混合均匀，滴加28滴乙醇，研磨均匀，上述的混合物均匀涂在边长为1.5cm的正方形泡沫镍上，两侧分别用直径为2.5cm的圆形泡沫镍覆盖，压实，点焊，制备成超级电容器极片。
[0013]实施例4
废旧锂电池经过完全放电后拆除外壳，将正极铝箔、负极铜箔与隔膜分离后，得到钴酸锂正极废料；将上步得到的钴酸锂废料置于NMP中，强力搅拌至钴酸锂从铝箔上完全脱落；采用有机溶剂乙醇洗涤产物，干燥、过筛，得到颗粒均匀的钴酸锂材料；将回收的钴酸锂、乙炔黑和PVDF按质量百分比为90%:5%:5%混合均匀，滴加6滴NMP，研磨均匀，上述的混合物均匀涂在边长为2cm的正方形泡沫镍上，两侧分别用直径为3cm的圆形泡沫镍覆盖，压实，点焊，制备成超级电容器极片。
[0014]实施例5
废旧锂电池经过完全放电后拆除外壳，将正极铝箔、负极铜箔与隔膜分离后，得到钴酸锂正极废料；将上步得到的钴酸锂废料置于DMAC中，强力搅拌至钴酸锂从铝箔上完全脱落；采用有机溶剂乙醇洗涤产物，干燥、过筛，得到颗粒均匀的钴酸锂材料；将回收的钴酸锂、石墨和PTFE按质量百分比为70%:20%: 10%混合均匀，滴加15滴NMP，研磨均匀，上述的混合物均匀涂在边长为1.5cm的正方形泡沫镍上，两侧分别用直径为2.5cm的圆形泡沫镍覆盖，压实，点焊，制备成超级电容器极片。[0015]结合附图，回收的钴酸锂可以作为电容器负极材料，电化学性能优异，在2A/g电流密度下放电容量可以达到630 F/g且库伦效率接近100%，放电容量高于Co3O4Xo (OH)2等现有的Co基材料。不仅能够缓解废旧锂电池对环境造成的压力，而且能够大幅度降低Co基超级电容器的成本。
【权利要求】
1.一种用回收的钴酸锂制作超级电容器电极的方法，其特征是，按照下述步骤进行: (1)废旧锂电池经过完全放电后拆除外壳，分离正、负极与隔膜，得到钴酸锂正极废料； (2)将钴酸锂废料置于有机溶剂A中，强力搅拌至钴酸锂从铝箔上完全脱落；用乙醇洗涤产物，干燥、过筛，得到颗粒均匀的钴酸锂材料； (3)将回收的钴酸锂50%-90%、导电剂B5%-30%和粘结剂C 5%-20%混合，滴加5_30滴有机溶剂D，研磨均匀，将上述混合物均匀涂在正方形泡沫镍上，两侧分别用圆形泡沫镍覆盖，压实，点焊，制备成超级电容器极片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述有机溶剂A为NMP、DMAC或DMF。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述导电剂B为乙炔黑、碳粉或石墨。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述粘结剂C为PVDF或PTFE。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述有机溶剂D为NMP或乙醇。
【文档编号】H01G11/86GK103681005SQ201310677473
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】王一菁, 袁华堂, 焦丽芳, 胥亚楠, 李丽 申请人:南开大学