一种利用锂离子电池负极回收石墨的制备方法与流程

本发明涉及一种废弃锂离子电池处理技术，具体而言涉及一种锂离子电池废弃负极极片的回收处置再加工方法。
背景技术：
：锂离子电池材料因本身电压高、比容量高、循环性好、体积轻等优点，锂离子电池得到广泛引用，被公认为是最有前景的电池，市场占有份额日益增大，开发废旧锂离子电池综合回收工艺迫在眉睫。随着新能源汽车的快速产业化和规模化，作为重要零部件之一的动力锂离子电池被大量应用，电池的性能随着使用逐渐衰减，当衰减到一定程度时电池将进行报废处理，所以在未来几年内将会有大批量的锂离子电池进入报废阶段。而目前，我国的废旧电池回收率远远低于发达国家，特别是随着经济发展，锂离子电池得到广泛的应用和发展，而同时所带来的资源短缺和环境问题日渐凸显，废旧电池的回收处理成为人们目前普遍关注的问题之一。大量的报废电池若不能得到有效地回收处理，将会对生态环境和人体健康产生严重危害，同时造成资源的浪费。目前，对于废旧电池负极的回收，主要是将废旧极片机械粉碎，低温200-300℃处理，除去其中的电解液及使其中的粘结剂失活。之后置于去离子水中高速搅拌、超声处理、球磨等工艺，使负极料与铜箔分离。目前这种方法回收的负极石墨，品质较差，回收过程中对石墨本身的结构造成了一定的破坏，难以二次利用。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种能够对锂离子电池生产过程中产生的废弃负极片进行连续回收，流程简洁，仅以物理方式分离，运行成本低的锂离子电池废弃负极极片回收再利用方法。为实现上述目的，本发明采用了以下具体工艺方案：一种利用锂离子电池负极回收石墨的制备方法，包括将粉碎后的废弃负极极片放入气氛炉中加温处理，并进行球磨处理，所述的加温处理，为在氮气气氛炉中，进行300-800℃高温处理；高温处理后的负极片加入高容量纳米粉体材料、碳源材料一并进入到球磨机中，进行球磨处理；球磨处理后筛除废弃铜箔后得混合粉料，将混合粉料放入氮气气氛炉中进行碳化处理后即得。一种利用锂离子电池负极回收石墨的制备方法，所述的纳米粉体材料为纳米硅粉、纳米硅线、纳米锡合金、纳米锡氧化物、纳米一氧化硅等中的一种或多种；加入比例为2-10％。一种利用锂离子电池负极回收石墨的制备方法，所述的碳源材料为葡萄糖、蔗糖、淀粉、酚醛树脂、环氧树脂、沥青等中的一种或多种；碳源材料的加入比例为3-20％。一种利用锂离子电池负极回收石墨的制备方法，所述的球磨球料比为1:5-2:1，球磨时间为1～5h。一种利用锂离子电池负极回收石墨的制备方法，所述的碳化温度为700-1300℃。碳化时间为3-5h。一种利用锂离子电池负极回收石墨的制备方法，所述的碳化处理后的混合粉料自然冷却到室温，再将混合粉料进行筛分处理，从而得到所需硅碳石墨复合负极材料。本发明制备的高容量负极材料工艺流程简单、制备成本较低。合成的负极材料兼顾了容量的同时具有较高的首次效率。其中脱锂克比容量达到了420mAh/g以上，首次充放电效率在83％以上。首次副反应相对较少，很好的缓解了硅、锡等高容量组分在充放电过程中的体积效应。附图说明图1是本发明锂离子负极极片回收及硅碳石墨负极合成流程图；图2a是本发明制备高容量复合负极材料的模型图；图2b是本发明制备硅碳石墨复合负极材料的SEM图。具体实施方式实施例一取1000g粉碎后的废旧极片，放入氮气气氛炉中，500℃处理2h。升温速率3℃/min。之后将高温处理后的废旧极片与26g纳米硅粉、31.2g沥青放入球磨机中200r/min处理3h。然后将球磨后的料过20目筛除去废弃的铜箔。将过筛后的粉料放入氮气气氛炉中，5℃/min升温到1100℃，之后保温3h后，自然冷却到室温。将冷却到室温的粉料过200目筛，得到所需的硅碳石墨复合固体粉末1。实施例二具体步骤同实施例1，将其中沥青的量由31.2g更改为41.6g，后续高温处理过程更改为1100℃保温5h。得所需固体粉末2。实施例三具体步骤同实施例1，将其中的31.2g沥青更改为31.2g酚醛树脂，后续高温处理过程改为900℃保温4h。得所需固体粉末3。实施例四具体步骤同实施例1，将其中的纳米硅粉含量由26g更改为20.8g。得所需固体粉末4。实施例五具体步骤同实施例1，将其中的26g纳米硅粉改为52g纳米一氧化硅。得固体粉末5。表一：各实施例所做材料扣电的容量及效率嵌锂比容量(mAh/g)脱锂比容量(mAh/g)首次效率(％)固体粉末151945287固体粉末249544089固体粉末354044983固体粉末446342291固体粉末548243590当前第1页1 2 3