CN106129521A - 一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法 - Google Patents

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张开
江家嘉
陈萍
马留可
李慧
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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，通过将负极极片球磨粉碎、超声水洗、过滤、在滤液中加入一定定量的导电炭黑和碳纳米管，之后再进行高速真空搅拌处理，配置成一定固含量的水系导电浆料。为了提高浆料的分散性能，在浆料的制备过程中，加入适量的水系分散剂。该导电浆料可用于MCMB以及功率型人造石墨负极材料的合浆，在提升材料的导电性能的同时，还可以提升材料的压实性能以及容量发挥。

Description

一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法
技术领域
本发明涉及废旧电池处理技术，具体涉及一种锂离子电池废弃负极片回收处理方法。
背景技术
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出；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。锂离子电池是现代高性能电池的代表。
锂离子电池中，集流体和其上活性材料的成本在锂离子电池整体成本中占据很大比例，如不加以回收利用，会造成较大的材料浪费，而且钴、镍、锰、锂等离子易渗透造成土壤和水资源污染。因此，对锂离子电池废弃极片进行有效回收具有可观的经济效益和社会效益，可大大提高材料的利用率，降低生产成本，减少环境污染。
为了使集流体和涂覆在其上的活性材料相互分离，目前的方法可分为两种：一种是使用有机溶剂将粘结剂溶解，再以物理方法分离；另一种是采用热处理，利用高温将粘结剂热解或焚烧，再以物理方法分离。采用有机溶剂溶解粘结剂的方法成本较高，不利于广泛推广。热处理的成本最低，但该方法仍然存在集流体易熔结，甚至燃烧，粘结剂热解或焚烧不完全产生的气体污染环境等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方法流程简单，仅以物理方式分离，运行成本低，回收率高，经济效益高的锂离子电池废弃负极极片回收处置方法。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
1、一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，包括以下步骤：
(1)将废弃的负极极片进行粉碎处理，然后放入球磨机中，加入去离子水进行湿法球磨处理，之后将再进行超声水洗，并过筛除去废弃的铜箔；
(2)加入固体导电粉料，通过真空高速搅拌，配置成均匀的浆料。
一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，加入固体导电粉料，并同时加入水系分散剂后，进行真空高速搅拌。
一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，所述固体导电粉料为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯等中的一种或多种。
一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，所述水系分散剂为CMC、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、海藻酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠中的一种或多种。
一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，所述废弃铜箔与去离子水的比例控制在1：5-2:1之间。
一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，配置成均匀的浆料后，再对浆料进行一次球磨分散处理。
一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，球磨时间2-10h，超声时间0.5-2h。
一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，浆料中，废弃石墨与固体导电粉末的重量在1:1～10:1之间。
一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，真空高速搅拌机环境温度控制在20～50℃。
综上所述，本发明可实现锂离子电池废弃负极极片的高效回收，仅以物理方式运作，流程简洁、成本低，并能够有效利用极片上的粘结剂，避免了粘结剂热解处理产生的气体，环境污染小。同时本发明开创性的通过废弃的负极极片的回收过程，来制备新型的复合导电浆料。该类导电浆料用于MCMB或者功率型人造石墨负极材料的合浆中，具有突出的性能。在降低负极极片回收成本的同时，还可以产生非常可观的经济效益。
本说明书所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
附图说明
图1为负极极片回收及制备导电浆料的流程图。
具体实施方式
实施例一
1、取1000g粉碎机粉碎后的废旧负极极片，放入球磨机中，之后加入2000g去离子水，进行球磨处理3h，其中球磨机转速为150r/min。2、将球磨后的废旧极片与去离子水的混合浆料倒入超声波水池中，再加入2000g去离子水，进行超声处理30min。之后将超声后的混合浆料过60目筛，除去其中的铜箔。
3、称取215g导电炭黑、215gCNT、150gCMC、6000g去离子水，加入真空高速搅拌机中，1000r/min搅拌2h，之后加入过筛后的浆料，继续1200r/min真空高速搅拌3h，之后过120目筛，得到所需导电浆料1。整个高速搅拌过程中，温度控制在20～50℃，真空度≤-0.06Mpa。
实施例二
第1步中球磨机转速为250r/min，第2步超声处理后的浆料过100目筛，将第3步称取215g导电炭黑、150g石墨烯、150gCMC、6000g去离子水。其余同实施例一
实施例三
第2步去离子水加入量为4000g，超声处理时间为1h，第3步去离子水为8000g。其余同实施例一。
实施例四
第3步称取215g导电炭黑、215gCNT、100g聚丙烯酸、6000g去离子水。其余同实施例一，
实施例五
第3步中真空高速搅拌机的转速分别为1200r/min和1400r/min。其余同实施例一。

Claims (9)

1.一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，包括以下步骤：
(1)将废弃的负极极片进行粉碎处理，然后放入球磨机中，加入去离子水进行湿法球磨处理，之后将再进行超声水洗，并过筛除去废弃的铜箔；
(2)加入固体导电粉料，通过真空高速搅拌，配置成均匀的浆料。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，其特征在于加入固体导电粉料，并同时加入水系分散剂后，进行真空高速搅拌。
3.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，其特征在于所述固体导电粉料为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯等中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，其特征在于所述水系分散剂为CMC、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、海藻酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，其特征在于所述废弃铜箔与去离子水的比例控制在1：5-2:1之间。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，其特征在于配置成均匀的浆料后，再对浆料进行一次球磨分散处理。
7.根据根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，其特征在于球磨时间2-10h，超声时间0.5-2h。
8.根据根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，其特征在于浆料中，废弃石墨与固体导电粉末的重量在1:1～10:1之间。
9.根据根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极材料回收再利用的处理方法，其特征在于真空高速搅拌机环境温度控制在20～50℃。
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