本发明涉及电池回收技术领域,具体为一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法。
背景技术:
锂离子电池是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。
锂离子电池在使用时间过长后,会产生充电、放电速率较快,导致电池不能够进行存电,从而进行报废,随意丢弃,会对土壤造成污染,而进行回收后,可以对材料进行二次回收利用,节约成本。
现有的锂离子负极材料处理步骤较为复杂,处理效率较低,而且处理后的负极材料电化学性能下降,表面质量较低。
技术实现要素:
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法,解决了材料回收工序中影响电化学性能的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法,包括以下步骤:
s1.进行收集材料:将退役的锂离子电池逐步放电,放电结束后,进行电池的拆解,收集拆解后的负极极片和负极粉料,作为原料;
s2.进行原料处理:将回收原料放置在放置于溶解池中,进行浸泡处理溶解池填入一定量的混合溶剂,对原料内部的材料进行溶解;
s3.进行过滤:浸泡处理后,收集剥离的铜箔,同时将粉料与溶剂的混合液过滤,得到负极粉料;
s4.进行清洗;负极粉料进行清洗和过滤,去除粉料中夹带的溶解池溶剂及部分未溶解完全的残留电解液成分;
s5.进行烘干:清洗后的负极粉料使用隧道窑进行低温快速烘干,去除水分;
s6.粉碎操作:得到的负极粉料进行机械粉碎,粉碎粒径控制16±2μm;
s7.进行混合:粉碎后的负极材料,与中温沥青进行混合;
s8.进行烧制处理:混合后物料使用回转窑或隧道窑,进行低温碳包覆处理;
s9.进行包装:碳化后物料经过混批筛分,进行包装,即可出货至电池客户处。
优选的,所述s2中溶解时间为1~3小时,所述溶解的温度为80℃~100℃。
优选的,所述s1中电池放电至0~0.5v。
优选的,所述s4清洗使用超纯水、去离子水中的一种。
优选的,所述s7中负极材料与沥青混合的比例为93:7。
优选的,所述s8中低温碳包覆的温度为900℃~1100℃,且处理时间为2~4小时。
(三)有益效果
本发明提供了一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法。具备以下有益效果:
1、本发明,通过设置有低温碳包覆处理,可以使材料颗粒的表面均匀包裹一层无定形碳层,使其能够有效修复回收的负极材料的颗粒表面,使材料保持较好的表面,使材料具有较好的电化学性能。
2、本发明,通过设置有溶解池浸泡,可以有效去除残留的电解液以及sei膜,使得其表面较为残留较少,处理较快,增快回收的效率。
3、本发明,工艺较为简单,处理较为快速,使材料具有较好的电化学性能,处理速率较快。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例:
本发明实施例提供一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法,包括以下步骤:
s1.进行收集材料:将退役的锂离子电池逐步放电,放电结束后,进行电池的拆解,收集拆解后的负极极片和负极粉料,作为原料;
s2.进行原料处理:将回收原料放置在放置于溶解池中,进行浸泡处理溶解池填入一定量的混合溶剂,对原料内部的材料进行溶解,溶解内部的电解液以及sei层,可以使负极材料从铜箔上进行分离;
s3.进行过滤:浸泡处理后,收集剥离的铜箔,同时将粉料与溶剂的混合液过滤,得到负极粉料,过滤掉表面的铜箔;
s4.进行清洗;负极粉料进行清洗和过滤,去除粉料中夹带的溶解池溶剂及部分未溶解完全的残留电解液成分;
s5.进行烘干:清洗后的负极粉料使用隧道窑进行低温快速烘干,去除水分,去除水分,防止水分过大,不便进行粉碎,得到较细的负极材料颗粒;
s6.粉碎操作:得到的负极粉料进行机械粉碎,粉碎粒径控制16±2μm;
s7.进行混合:粉碎后的负极材料,与中温沥青进行混合,通过固相混合。
也可以为酚醛树脂等碳源;
s8.进行烧制处理:混合后物料使用回转窑或隧道窑,温度便于进行控制,而且加热较为均匀,进行低温碳包覆处理;
s9.进行包装:碳化后物料进过混批筛分,筛分为不同的批次,进行包装,即可出货至电池客户处。
s2中溶解时间为1~3小时,溶解的温度为80℃~100℃,温度高使sei膜不稳定,从而进行分解,s1中电池放电至0~0.5v,电量较低,便于进行后续拆解,s4清洗使用超纯水、去离子水中的一种,防止杂物附着于材料的表面,s7中负极材料与沥青混合的比例为93:7,使材料的表面会均匀地包覆一层无定型碳层,修复颗粒表面的微孔介质,s8中低温碳包覆的温度为900℃~1100℃,且处理时间为2~4小时,使处理更加彻底。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
1.一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法,其特征在于:包括以下步骤:
s1.进行收集材料:将退役的锂离子电池逐步放电,放电结束后,进行电池的拆解,收集拆解后的负极极片和负极粉料,作为原料;
s2.进行原料处理:将回收原料放置在放置于溶解池中,进行浸泡处理溶解池填入一定量的混合溶剂,对原料内部的材料进行溶解;
s3.进行过滤:浸泡处理后,收集剥离的铜箔,同时将粉料与溶剂的混合液过滤,得到负极粉料;
s4.进行清洗;负极粉料进行清洗和过滤,去除粉料中夹带的溶解池溶剂及部分未溶解完全的残留电解液成分;
s5.进行烘干:清洗后的负极粉料使用隧道窑进行低温快速烘干,去除水分;
s6.粉碎操作:得到的负极粉料进行机械粉碎,粉碎粒径控制16±2μm;
s7.进行混合:粉碎后的负极材料,与中温沥青进行混合;
s8.进行烧制处理:混合后物料使用回转窑或隧道窑,进行低温碳包覆处理;
s9.进行包装:碳化后物料经过混批筛分,进行包装,即可出货至电池客户处。
2.根据权利要求1所述的一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法,其特征在于:所述s2中溶解时间为1~3小时,所述溶解的温度为80℃~100℃。
3.根据权利要求1所述的一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法,其特征在于:所述s1中电池放电至0~0.5v。
4.根据权利要求1所述的一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法,其特征在于:所述s4清洗使用超纯水、去离子水中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法,其特征在于:所述s7中负极材料与沥青混合的比例为93:7。
6.根据权利要求1所述的一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法,其特征在于:所述s8中低温碳包覆的温度为900℃~1100℃,且处理时间为2~4小时。