CN106207301A - 一种电解回收废旧锂离子电池的负极材料及铜箔的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电解回收废旧锂离子电池的负极材料及铜箔的方法，包括将废旧锂离子电池进行充分放电后拆解，取出负极片；将负极片置于电解槽中作为阳极，以导电板作为阴极，在电解槽中加入电解液；通电进行电解，使铜箔溶解并转移到阴极导电板上；负极材料落入电解液中，通过过滤得负极材料。本方法可有效地分离出负极材料和铜箔，并且所得负极材料和铜的纯度较高，具有可观的经济效益及社会效益。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种废旧锂离子电池回收方法，具体涉及一种电解回收废旧锂离子电池的负极材料及铜箔的方法。
背景技术
随着各个国家对新能源汽车的推广与支持，锂电池行业得到飞速发展，但是也产生了大量废旧电池。这些废旧电池如果得不到有效回收处理，既造成了严重的环境污染，也导致了资源的严重浪费，锂电池如何变成真正的绿色能源，还有待人们进一步探索研究。
鉴于此，国内外很多企业和高校都已经开展了废旧锂电池的梯次利用与材料回收工作，关于锂电池的回收方面的负极活性物质及铜箔的回收也成为研究热点。如裴锋等人公开了一种磷酸铁锂电池负极废片回收方法（ CN201310105716.3）；杨建峰等人公开了一种锂电池残次负极极片上可用物质回收方法（CN201010236448.5），但是这些方法均为机械法或者酸浸法等方法，回收效率较低，且纯度较低。
发明内容
本发明所提供的一一种电解回收废旧锂离子电池的负极材料及铜箔的方法，既获得了高纯度的负极活性物质，又得到高纯的铜，具有可观的经济效益及社会效益。
本发明实现上述目的的技术方案包括以下步骤：
一种电解回收废旧锂离子电池的负极材料及铜箔的方法，包括以下步骤：
（1）将废旧锂离子电池进行充分放电后拆解，取出负极片；
（2）将负极片置于电解槽中作为阳极，以导电板作为阴极，在电解槽中加入电解液；先将负极片浸泡在电解液中使其充分浸润后，再将负极片中的铜箔通过导线与电源正极连接、将导电板通过导线与电源负极连接；
（3）通电进行电解，使铜箔溶解并转移到阴极导电板上；电解完成后，负极材料全部落入电解液中，然后过滤得到负极材料。
进一步方案，所述步骤（1）中对废旧锂离子电池放电的方法为外接电路放电或者将废旧锂离子电池置于含盐溶液中进行放电。
进一步方案，所述步骤（2）中导电板为铜、铂、金、石墨或合金；所述电解液的溶质阳离子为钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢或铜离子，溶质阴离子为硫酸、硝酸或氯离子；电解液的溶剂为水溶液。
进一步方案，所述步骤（3）过滤是先在电解槽内设置滤网，电解完成后直接捞起滤网收集负极材料，经过洗涤、干燥、破碎后获得纯净的负极活性物质。
进一步方案，所述步骤（3）中电解的电压为1.8-2.5V，电流密度为10-400 A/m2。
本发明将负极片作为阳极，将导电板作为阴极；通电时，在电解液中，阳极负极片中的铜箔被氧化成铜离子而转移至阴极，在阴极获得电子而析出电解铜，从而可获得高纯度的精炼铜；同时阳极负极片中铜箔被电解完后，负极料失去支撑而掉落至电解槽中，将这些掉落的料收集并过滤、洗涤和烘干后便可得到高纯度的负极材料。
本发明的优点在于提供了一种回收废旧锂离子电池中铜箔和负极活性物质的方法，该方法可获得高纯度的负极活性物质，又精炼得到了高纯铜，具有可观的经济效益及社会效益。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细描述，旨在便于对本发明的理解。
实施例1
（1）将废旧锂离子电池外接电路放电至1V以下，然后拆解并取出负极片；
（2）将负极片置于电解槽中作为阳极，以铜片作为阴极，在电解槽中加入以水为溶剂、以硫酸铜和硫酸的混合溶液为溶质的电解液，同时在电解槽中内置一滤网；先将负极片浸泡在电解液中使其充分浸润后，再将负极片中的铜箔通过导线与电源正极连接、将铜片通过导线与电源负极连接；
（3）通电进行电解，使铜箔溶解并转移到阴极铜片上，通电电压为1.8V，电流密度为230A/m2；电解完成后，负极材料落入电解液中，捞起滤网收集负极材料，经过洗涤、干燥、破碎后获得纯净的负极活性物质。
负极片中铜箔的回收率达到95%以上，回收的电解铜纯度可达到99.99%；另外，由于电解槽中无其他固体杂质，因此负极料纯度也可达到99%以上。
实施例2
（1）将废旧锂离子电池置于含盐溶液中进行放电至1V以下，然后拆解并取出负极片；
（2）将负极片置于电解槽中作为阳极，以金片为阴极，在电解槽中加入以水为溶剂、以硝酸铜和硝酸的混合溶液为溶质的电解液；同时在电解槽中内置一滤网；先将负极片浸泡在电解液中使其充分浸润后，再将负极片中的铜箔通过导线与电源正极连接、将金片通过导线与电源负极连接；
（3）通电进行电解，使铜箔溶解并转移到阴极金片上，其电压为2V，电流密度为400 A/m2；电解完成后，负极材料落入电解液中，捞起滤网收集负极材料，经过洗涤、干燥、破碎后获得纯净的负极活性物质。
实施例3：
（1）将废旧锂离子电池外接电路放电至1V以下，然后拆解并取出负极片；
（2）将负极片置于电解槽中作为阳极，以石墨作为阴极，在电解槽中加入以水为溶剂、以氯化铁和盐酸的混合溶液为溶质的电解液；同时在电解槽中内置一滤网；先将负极片浸泡在电解液中使其充分浸润后，再将负极片中的铜箔通过导线与电源正极连接、将石墨通过导线与电源负极连接；
（3）通电进行电解，使铜箔溶解并转移到阴极石墨上，其电压为2.5V，电流密度为10 A/m2；电解完成后，负极材料落入电解液中，捞起滤网收集负极材料，经过洗涤、干燥、破碎后获得纯净的负极活性物质。
以上实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于本发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种电解回收废旧锂离子电池的负极材料及铜箔的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将废旧锂离子电池进行充分放电后拆解，取出负极片；
（2）将负极片置于电解槽中作为阳极，以导电板作为阴极，在电解槽中加入电解液；先将负极片浸泡在电解液中使其充分浸润后，再将负极片中的铜箔通过导线与电源正极连接、将导电板通过导线与电源负极连接；
（3）通电进行电解，使铜箔溶解并转移到阴极导电板上；电解完成后，负极材料全部落入电解液中，然后过滤得到负极材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）中对废旧锂离子电池放电的方法为外接电路放电或者将废旧锂离子电池置于含盐溶液中进行放电。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）中导电板为铜、铂、金、石墨或合金；所述电解液的溶质阳离子为钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢或铜离子，溶质阴离子为硫酸、硝酸或氯离子；电解液的溶剂为水溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）过滤是先在电解槽内设置滤网，电解完成后直接捞起滤网收集负极材料，经过洗涤、干燥、破碎后获得纯净的负极活性物质。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）中电解的电压为1.8-2.5V，电流密度为10-400 A/m2。
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