CN107069133B - 一种回收锂电池负极材料中的锂的方法 - Google Patents

一种回收锂电池负极材料中的锂的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107069133B
CN107069133B CN201611227037.3A CN201611227037A CN107069133B CN 107069133 B CN107069133 B CN 107069133B CN 201611227037 A CN201611227037 A CN 201611227037A CN 107069133 B CN107069133 B CN 107069133B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
negative electrode
active material
electrode active
recycling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611227037.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107069133A (zh
Inventor
许开华
张云河
叶建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Greenmei (wuxi) Energy Materials Co Ltd
Jingmen GEM New Material Co Ltd
Original Assignee
Greenmei (wuxi) Energy Materials Co Ltd
Jingmen GEM New Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Greenmei (wuxi) Energy Materials Co Ltd, Jingmen GEM New Material Co Ltd filed Critical Greenmei (wuxi) Energy Materials Co Ltd
Priority to CN201611227037.3A priority Critical patent/CN107069133B/zh
Publication of CN107069133A publication Critical patent/CN107069133A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107069133B publication Critical patent/CN107069133B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/10—Obtaining alkali metals
    • C22B26/12—Obtaining lithium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)

Abstract

本发明公开了一种回收锂电池碳负极材料中的锂的方法，属于锂电池回收领域。本发明包括如下步骤：（1）首先将拆解锂电池得到的负极片在惰性气氛下烘干去除电解液，然后将负极片加入去离子水中搅拌得到负极活性材料与覆碳铜箔，过滤后再在惰性气氛下烘干得到负极活性物质；（2）将负极活性物质压制成块状后用石墨夹具夹住作为阳极，金属锂作为阴极，1mol/L的六氟磷酸锂碳酸酯类溶液作为电解液；（3）外接电源采用3.5～5V的电势，通电使锂离子从阳极脱出沉积在阴极金属锂的表面，从而实现负极片中锂的回收。本发明操作成本低，操作简便，能够将非正常情况下报废的锂离子电池负极片中的大部分锂提取出来。

Description

一种回收锂电池负极材料中的锂的方法
技术领域
本发明属于锂电池回收领域，具体涉及一种回收锂电池碳负极材料中的锂的方法。
背景技术
锂离子电池作为一种可充电电池，具有比能量高、体积小、质量轻、应用温度范围广、循环寿命长、安全性能好等独特的优势。锂离子电池已然成为了电池家族中发展最为迅速的一个种类。人们在大量使用锂离子电池的同时，必然也会产生大量废电池。
锂离子电池负极材料主要有碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料、纳米级负极材料、纳米材料等，但是目前应用最广泛的是碳负极材料，其它几种材料还没有大规模的商业化应用，本发明涉及的负极材料为碳负极材料。
锂离子电池在正常放电时，Li+会从负极材料中脱出，通过电解质和隔膜后嵌入到正极材料中。电池在正常使用情况下报废，经过盐水浸泡等方法可以使电池的电量基本上完全放掉，此时负极材料中含锂量就会特别少，可以忽略不计。如果电池在使用过程中，由于电池内部断路或者其它原因，以及电池厂做完穿刺检验后的电池，均会导致Li+不能正常的发生“嵌入—脱出”反应，那么负极片中的Li+就无法通过盐水放电等常规工序脱出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回收锂电池碳负极材料中的锂的方法。通过本发明能够将锂电池负极材料中大部分的 Li+提取出来，提高了废旧锂电池中锂的回收利用率。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种回收锂电池碳负极材料中的锂的方法，需要的材料包括外接电源、金属锂、负极材料以及电解液等，具体包括如下步骤：
（1）首先将拆解锂电池得到的负极片在惰性气氛下烘干去除电解液，然后将负极片加入去离子水中搅拌得到负极活性材料与覆碳铜箔，过滤后再在惰性气氛下烘干得到负极活性物质。
（2）将上述得到的负极活性物质压制成块状后用石墨夹具夹住作为阳极，金属锂作为阴极，1mol/L的六氟磷酸锂（LiPF6）碳酸酯类溶液作为电解液。
（3）外接电源采用3.5～5V的电势，通电后，锂离子从阳极脱出，通过电解液之后沉积在阴极金属锂的表面，从而实现负极片中锂的高效回收。
步骤（1）中负极片烘干的条件优选为90～100℃、2～3h。
步骤（1）中负极活性材料烘干的条件优选为80～90℃、2～3h。
步骤（1）中所述的惰性气氛优选为N2气氛。
步骤（2）中所述的1mol/L的六氟磷酸锂碳酸酯类溶液的配制方法优选如下：按体积比1:1取碳酸二甲酯（DMC）和碳酸甲乙酯（EMC）混匀作为溶剂，再加入溶质LiPF6使LiPF6浓度为1mol/L。即碳酸二甲酯（DMC）和碳酸甲乙酯（EMC）各取500mL混匀后再加入1mol LiPF6。
步骤（3）中通电的时间优选为2～5h。
本发明的优点和效果为：本发明能够将非正常情况下报废的锂离子电池负极片中的大部分锂提取出来，提高了锂电池负极材料中金属的回收利用率，得到的富锂的阴极材料（金属锂）可以进一步制备相关的化学产品等。本发明操作成本低，提锂效率高，操作简便。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
（1）将拆解锂离子电池得到的负极片在N2气氛下90℃烘干3h去除电解液，然后将负极片加入去离子水中搅拌得到负极活性材料与覆碳铜箔，过滤后得到的滤渣再在N2气氛下80℃烘干3h得到负极活性物质。
（2）将负极活性物质压制成块状后用石墨夹具夹住作为阳极，用锂电极作为阴极，1mol/L的六氟磷酸锂碳酸酯类溶液作为电解液。1mol/L的六氟磷酸锂碳酸酯类溶液的配制为：取碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯各500mL混匀后再加入1mol六氟磷酸锂。
（3）外加电压为3.5V，通电使阳极中的锂离子脱出沉积在阴极金属锂表面，通电时间为5h。
（4）实验结束后，测量阳极材料中的锂离子含量，锂离子的迁出率为93.6%。
实施例2
（1）将拆解锂离子电池得到的负极片在N2气氛下95℃烘干3h去除电解液，然后将负极片加入去离子水中搅拌得到负极活性材料与覆碳铜箔，过滤后得到的滤渣再在N2气氛下90℃烘干2h得到负极活性物质。
（2）将负极活性物质压制成块状后用石墨夹具夹住作为阳极，用锂电极作为阴极，1mol/L的六氟磷酸锂碳酸酯类溶液作为电解液。1mol/L的六氟磷酸锂碳酸酯类溶液的配制为：取碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯各500mL混匀后再加入1mol六氟磷酸锂。
（3）外加电压为5V，通电使阳极中的锂离子脱出沉积在阴极金属锂表面，通电时间为2h。
（4）实验结束后，测量阳极材料中的锂离子含量，锂离子的迁出率为95.1%。
实施例3
（1）将拆解锂离子电池得到的负极片在N2气氛下100℃烘干2h去除电解液，然后将负极片加入去离子水中搅拌到负极活性材料与覆碳铜箔，过滤后得到的滤渣再在N2气氛下85℃烘干2.5h得到负极活性物质。
（2）将负极活性物质压制成块状后用石墨夹具夹住作为阳极，用锂电极作为阴极，1mol/L的六氟磷酸锂碳酸酯类溶液作为电解液。1mol/L的六氟磷酸锂碳酸酯类溶液的配制为：取碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯各500mL混匀后再加入1mol六氟磷酸锂。
（3）外加电压为4.2V，通电使阳极中的锂离子脱出沉积在阴极金属锂表面，通电时间为3h。
（4）实验结束后，测量阳极材料中的锂离子含量，锂离子的迁出率为94.1%。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种回收锂电池碳负极材料中的锂的方法，其特征在于：所述的方法需要的材料包括外接电源、金属锂、负极材料、电解液，包括如下步骤：
(1)首先将拆解锂电池得到的负极片在N2气氛下烘干去除电解液，然后将负极片加入去离子水中搅拌得到负极活性材料与覆碳铜箔，过滤后再在N2气氛下烘干得到负极活性物质；其中，负极片烘干的条件为90～100℃、2～3h，负极活性材料烘干的条件为80～90℃、2～3h；
(2)将上述得到的负极活性物质压制成块状后用石墨夹具夹住作为阳极，金属锂作为阴极，1mol/L的六氟磷酸锂碳酸酯类溶液作为电解液；
(3)外接电源采用3.5～5V的电势，通电使锂离子从阳极脱出沉积在阴极金属锂的表面，从而实现负极片中锂的回收。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的1mol/L的六氟磷酸锂碳酸酯类溶液的配制方法如下：按体积比1:1取碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯混匀，再加入六氟磷酸锂使其浓度为1mol/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中通电的时间为2～5h。
CN201611227037.3A 2016-12-27 2016-12-27 一种回收锂电池负极材料中的锂的方法 Active CN107069133B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611227037.3A CN107069133B (zh) 2016-12-27 2016-12-27 一种回收锂电池负极材料中的锂的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611227037.3A CN107069133B (zh) 2016-12-27 2016-12-27 一种回收锂电池负极材料中的锂的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107069133A CN107069133A (zh) 2017-08-18
CN107069133B true CN107069133B (zh) 2019-10-25

Family

ID=59623753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611227037.3A Active CN107069133B (zh) 2016-12-27 2016-12-27 一种回收锂电池负极材料中的锂的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107069133B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108346838B (zh) * 2018-04-19 2020-06-05 邦泰宏图（深圳）科技有限责任公司 回收锂离子电池的正极活性材料的方法
CN208820021U (zh) * 2018-09-19 2019-05-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 满充电池负极片处理装置
CN109852802B (zh) * 2019-01-10 2020-12-11 东南大学 一种锂金属电池负极回收再利用的方法
CN113422123B (zh) * 2021-06-28 2022-05-24 郑州大学 基于固态电解质的废旧电池锂资源回收装置
CN113621991A (zh) * 2021-08-05 2021-11-09 清华大学深圳国际研究生院 从废旧锂离子电池中回收金属锂的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101499547A (zh) * 2008-02-01 2009-08-05 比亚迪股份有限公司 一种废锂离子电池正极材料的回收方法
CN102277495A (zh) * 2010-06-12 2011-12-14 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 从废旧锂离子二次电池回收金属锂的方法
CN105489959A (zh) * 2014-09-30 2016-04-13 上海比亚迪有限公司 一种锂离子二次电池负极材料的回收方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101499547A (zh) * 2008-02-01 2009-08-05 比亚迪股份有限公司 一种废锂离子电池正极材料的回收方法
CN102277495A (zh) * 2010-06-12 2011-12-14 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 从废旧锂离子二次电池回收金属锂的方法
CN105489959A (zh) * 2014-09-30 2016-04-13 上海比亚迪有限公司 一种锂离子二次电池负极材料的回收方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107069133A (zh) 2017-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107069133B (zh) 一种回收锂电池负极材料中的锂的方法
CN103236560B (zh) 一种锂硫电池的硫/碳复合正极材料及其制备方法和应用
CN101719545B (zh) 一种锂硫电池正极复合材料及其制备方法
CN105552282A (zh) 基于功能性碳纤维布作为正极阻挡层的锂硫电池
CN109004199A (zh) 一种钠离子电池负极用生物质硬碳材料的制备方法
CN103094573A (zh) 一种硅基/石墨烯复合材料的制备方法
CN102683744A (zh) 一种含氧有机物正极材料的可充镁电池及其制备方法
CN103474623B (zh) 负极极片的制备方法及电化学装置
CN106229498A (zh) 一种适用于水系金属离子电池的负极材料及其制备方法
CN105355877A (zh) 一种石墨烯-金属氧化物复合负极材料及其制备方法
CN108711636B (zh) 一种组合电解液型双离子摇椅式二次电池及其制备方法
CN104112882A (zh) 一种锂离子电池正极材料电化学提取锂的方法
CN106992328B (zh) 废旧磷酸铁锂正极材料在铁镍电池中资源化再利用的方法
CN106992329A (zh) 一种废旧锂离子电池磷酸铁锂正极材料的资源化回收再利用方法
CN104037468A (zh) 一种从废旧锂离子电池中回收锰和铜资源的方法
CN106972192A (zh) 为锂离子储能器件负极预制锂的方法及电解池装置、锂离子储能器件
CN102130359A (zh) 一种锂硫电池及其制备方法
CN108807912B (zh) 一种C@SnOx(x=0,1,2)@C介孔状纳米中空球结构的制备与应用
CN103268964B (zh) 一种钒酸钠组装水溶液锂离子电池体系的方法
CN114566730A (zh) 利用废旧锰酸锂电池制备正极复合材料的方法
CN103276406A (zh) 一种电化学回收锂的方法
CN105489884B (zh) 化学还原氧化石墨烯/镁改善镍钴锰酸锂电化学性能的方法
CN109360942A (zh) 一种基于回收太阳电池制备锂离子电池负极的方法
CN108963198A (zh) 正极、负极，其制备方法以及包括其的锂离子电池
CN105019015A (zh) 一种无定型硅材料的电化学制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant