CN111600091A - 一种锂离子电池负极石墨回收利用的方法 - Google Patents
一种锂离子电池负极石墨回收利用的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111600091A CN111600091A CN202010503999.7A CN202010503999A CN111600091A CN 111600091 A CN111600091 A CN 111600091A CN 202010503999 A CN202010503999 A CN 202010503999A CN 111600091 A CN111600091 A CN 111600091A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphite
- powder
- negative electrode
- lithium ion
- ion battery
- 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.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 112
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 79
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 claims description 4
- 238000004898 kneading Methods 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 9
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 9
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000835 electrochemical detection Methods 0.000 description 2
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000009853 pyrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000005563 spheronization Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
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
-
- 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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明属于电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极石墨回收利用的方法，包括如下步骤：S1、收集废旧的负极极片；S2、对负极极片进行鉴别筛选；S3、用粉碎机对负极极片进行粉碎；S4、用石墨球形化设备对粉碎后的粉末进行球形化；S5、对球形化的粉末进行筛分，去除粉体中的大部分磁性及金属异物；S6、对筛分后的粉末进行石墨化；S7、对石墨粉进行包覆；S8、对包覆后的石墨粉进行炭化热处理；S9、对炭化后的石墨粉再一次进行除磁筛分，进一步地去除粉体中的微量的磁性及金属异物，提高石墨的纯度。该方法对废旧负极材料中石墨的再利用率高，生产出来的负极材料中石墨的纯度高，有效地减少了资源浪费，提高了回收利用的效率。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极石墨回收利用的方法。
背景技术
锂离子二次电池作为良好的电能载体，因它具有电压高，比容量大，循环性好，无记忆效应等优点，被广泛应用于电子产品、电动车与航空航天等领域，成为了人类实现从传统化石燃料向清洁、环保与可再生能源过渡的最佳选择之一。近年来，随着全球锂离子电池产业的迅猛发展，其产能逐年增长，据国家统计局统计数据显示，2013年中国锂离子电池的总产量约为47.68亿只，同比增长16.9％。在锂离子电池工业化批量生产的过程中，由于其组装技术是一项非常复杂与严格的工艺，很多电池制造企业会因浆料搅拌、极片涂布、分切与极耳焊接与盖帽密封等工序失误而导致不合标准的产品出现，不合格率约为生产总量的10％～20％，所以在锂电池产能不断上升的同时，也意味着相应大量的不合格品需要处理。目前，锂离子电池中金属的回收已经形成产业化的工艺流程，以正极材料中钴、镍、锰等元素与负极集流体铜片的循环再利用为主，包括机械分离、湿法冶金与火法冶金等技术，而负极材料的回收技术还不完善，负极材料当前商业化的锂离子电池负极材料主要为人造石墨、天然石墨以及各种改性石墨，通常只能被废弃或高温焚烧处理，但是这样的做法不仅加剧了大气的粉尘污染与温室效应，而且造成了大量的资源浪费。虽然石墨是中国的优势矿产，其资源丰富，成本低廉，但是石墨矿的品位较低，通常在10％以下，而且从矿源到负极材料的制备工艺周期长、能耗大、回收率低，造成了市场上长期供不应求的状况。上述不合格电池的负极资源，其中的石墨含量达到85％以上，材料已经过颗粒造型，表面氧化、包覆等处理，以电池平均质量40克/个与负极材料占电池重量的13％来粗略估算，至2013年底，负极材料随不合格电池一并废弃的年损耗量将接近0.4万吨。因此，如果能将上述不合格电池的负极资源进行再生利用，这样就不仅可以在一定程度上缓解供应紧张的关系，还会节省大量的石墨矿产资源与开采费用，且有利于降低生产耗能，保护生态环境。
现有技术中，例如申请号为201410331563.9的石墨体系的不合格锂离子电池中负极材料再生利用方法是依次经过预处理、筛分、除杂、高温处理、表面改性等工序实现的负极材料再生利用。然而在实际生产中，这种方法的石墨的再利用率低，且生产出来的负极材料中石墨的纯度并不能满足电极材料的要求，导致产品缺乏市场竞争力。
综上可知，相关技术存在缺陷，亟待完善。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，还提供一种锂离子电池负极石墨回收利用的方法，废旧负极材料中石墨的再利用率高，生产出来的负极材料中石墨的纯度高，有效地减少了资源浪费，提高回收利用的效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种锂离子电池负极石墨回收利用的方法，包括如下步骤：
S1、收集废旧的负极极片；
S2、对负极极片进行鉴别筛选；在实际应用中，一般方法是锂离子电池回收企业应根据锂离子电池的制造商、标签、壳体材料、形状、重量、成分等鉴别电池的种类，进而鉴别石墨所属类型或者通过电化学检测确认石墨类型；特殊方法是标签残缺或从电池外形无法确认其类别、成分的废旧锂离子电池应根据以下方法鉴别：取废旧锂离子电池的负极片，对负极片石墨进行水解、烘干、根据粒度、石墨化度、SEM形貌图等进行判别；
S3、用粉碎机对负极极片进行粉碎；
S4、用石墨球形化设备对粉碎后的粉末进行球形化；
S5、对球形化的粉末进行筛分，去除粉体中的大部分磁性及金属异物；
S6、对筛分后的粉末进行石墨化；
S7、对石墨粉进行包覆；
S8、对包覆后的石墨粉进行炭化热处理；
S9、对炭化后的石墨粉再一次进行除磁筛分，进一步地去除粉体中的微量的磁性及金属异物，提高石墨的纯度；
S10、将获得的高纯度石墨粉用在负极材料制备中。在生产中，将电池上的负极极片筛选出来后，整个地进行粉碎，然后进行球形化处理，而现有的生产技术中，是先将负极材料上的石墨与集流体分离，再进行石墨重复利用的，现有的这种技术不能保证集流体上的石墨被完全分离出来，不能实现石墨的充分再利用，而本申请中的这种技术方案，不仅实现了集流体上原有石墨的充分利用，还能够将集流体上的非金属材料进行石墨化，从而提高了回收石墨的产能；另外，本技术方案中通过对石墨多次加热处理以及筛分，从而提高了石墨粉的精度。该方法对废旧负极材料中石墨的再利用率高，生产出来的负极材料中石墨的纯度高，有效地减少了资源浪费，提高了回收利用的效率。
作为本发明所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法的一种改进，在步骤S1中，废旧的负极极片来自生产过程中产生的报废品或在使用过程中产生的报废品。
作为本发明所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法的一种改进，在步骤S2中，将负极极片从电池上分离出来。
作为本发明所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法的一种改进，在步骤S3中，粉碎机将负极极片粉碎成粉末。
作为本发明所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法的一种改进，在步骤S3中，具体包括如下步骤：
T1、对负极极片进行粗破碎；
T2、对粗破碎的负极极片进行干燥；
T3、对干燥后的负极极片进行粉碎；
T4、对粉碎物进行揉捏脱粉；在实际应用中，负极片粉碎产生出铜粉和石墨粉，需要配料通过将它们分级出来；
T5、进行机械粉碎；在实际应用中，通过化学反应将负极材料中的金属与非金属分开，有利于提高石墨的产量；
T6、对粉碎物产物进行分级。
作为本发明所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法的一种改进，在步骤T6中，用超微粉碎分级机进行粉碎分级。
作为本发明所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法的一种改进，在步骤S6中，对粉末进行石墨化的温度控制在2800℃-3000℃。在实际应用中，温度越高，加工所需的高温恒温的时间越短。
作为本发明所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法的一种改进，在步骤S7中，对石墨粉进行包覆的方式是固相包覆或液相包覆。
作为本发明所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法的一种改进，在步骤S9中，在对石墨粉进行筛分之前先对石墨粉进行解聚。
作为本发明所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法的一种改进，在步骤S10中，石墨粉依次通过除磁、过筛工序之后用于负极材料制备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在生产中，将电池上的负极极片筛选出来后，整个地进行粉碎，然后进行球形化处理，修复材料表面形貌，而现有的生产技术中，是先将负极材料上的石墨与集流体分离，再进行石墨重复利用的，现有的这种技术不能保证集流体上的石墨被完全分离出来，不能实现石墨的充分再利用，而本申请中的这种技术方案，不仅实现了集流体上原有石墨的充分利用，还能够将集流体上的非金属材料进行石墨化，从而提高了回收石墨的产能；另外，本技术方案中通过对石墨多次加热处理以及筛分，从而提高了石墨粉的纯度。该方法对废旧负极材料中石墨的再利用率高，生产出来的负极材料中石墨的纯度高，有效地减少了资源浪费，提高了回收利用的效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中的流程图；
图2为本发明实施例步骤S4中粉末球形化前的电镜图；
图3为本发明实施例步骤S4中粉末球形化后的电镜图；
图4为本发明实施例步骤S6中粉末高温石墨化前的XRD测试报告；
图5为本发明实施例步骤S6中粉末高温石墨化后的XRD测试报告；
图6为本发明实施例步骤S9中粉末再一次筛分后的XRD测试报告；
图7为本发明实施例步骤S10中负极材料在45℃时的电性能循环图表。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
实施例
如图1-7所示，一种锂离子电池负极石墨回收利用的方法，包括如下步骤：
S1、收集废旧的负极极片；
S2、对负极极片进行鉴别筛选；在实际应用中，一般方法是锂离子电池回收企业应根据锂离子电池的制造商、标签、壳体材料、形状、重量、成分等鉴别电池的种类，进而鉴别石墨所属类型或者通过电化学检测确认石墨类型；特殊方法是标签残缺或从电池外形无法确认其类别、成分的废旧锂离子电池应根据以下方法鉴别：取废旧锂离子电池的负极片，对负极片石墨进行水解、烘干、根据粒度、石墨化度、SEM形貌图等进行判别；
S3、用粉碎机对负极极片进行粉碎；在实际生产中，进行粉碎中主机电流≤100A，转速：1000-2000，分级：≤20A，引风：≤50A；包括如下步骤：1、作业前准备：清理粉碎区域的工作场地，清理好料勺、粉碎机使之洁净无杂物，佩戴好手套、口套，放好卡板并固定好盛装袋，根据生产排单到仓库领取当班所需原料，打开气压，启动粉碎机，检查是否运转正常；2、用电动叉车把物料固定在加料口旁边，用加料铲把待加工物料加入进料仓内，加料时，不要超过料仓的容量；3、加料完成后，启动喂料、内分级、粉碎、卸料、引风按钮，根据产品设置好参数；拉开料仓底部隔板，使下料速度控制在要求范围，进行试样粉碎，测试粒度、振实是否符合工艺要求，如不符合要求则再次调整参数进行试样粉碎，直到符合要求为止；4、试样合格后才能进行粉碎，粉碎时，操作人员注意粉碎情况；如出现异常情况，及时停机进行查找原因，解决问题后方可正常粉碎；5、在粉碎的过程中，每隔1小时用150目标准手工筛对粉碎好的物料进行检验，留意吨袋盛装情况做好更换准备，粉碎好的物料应及时做好标示；6、工作完成后，关闭粉碎机及振动筛电源，将物料转入下一道工序，清理工作现场，做好当班的7S工作，粉碎后的粒度数据如下表所示：
S4、用石墨球形化设备对粉碎后的粉末进行球形化；在实际应用中，石墨球形化设备中，主机电流≤50A，球形时间：500秒，引风：≤30A，分级：≤20A，投料重量：35KG，球形化包括如下步骤：1、作业前准备：清理好球形区域的工作场地，固定好吨袋与卡板，佩戴好手套、口套，由当班班长根据生产排单到仓库领取当班所需原料，将原料及待加工物料转移至球形区域摆放整齐；2、打开球形机电源，启动主机、分级、加料、卸料、引风机按钮，设定好参数，打开显示屏电源，进入操作画面，点击称重按钮，将抽料管倾斜放入待加工物料上面进行吸料，来回移动，防止抽料口堵塞，抽料时，不要超过称重仓电子称的最大量程(300kg)；3、抽料完成后，取物料35kg(以不超过负荷为基准)加入料斗，打开料斗阀门，待物料加入球形机后，根据不同产品工艺，调整球形时间；进行试样球形，测试粒度、振实是否符合工艺要求，如不符合要求则再次调整球形时间进行试样，直到符合要求为止；4、试样合格后才能进行球形，球形时，操作人员注意球形时间，及时送料及下料；如出现异常情况，及时停机进行查找原因，解决问题后方可正常球形；5、工作完成后，关闭球形机的电源，将物料做好标识转入到下一道工序；清理工作现场，做好当班的7S工作；球形数据如下表所示：
S5、对球形化的粉末进行筛分，去除粉体中的大部分磁性及金属异物；在实际应用中，用摇摆超声波筛分机进行筛分，其中超声波频率有1-7档，在工作中优先选择4档，适中超声振动筛网目数为300目，筛分包括如下步骤：1.作业前准备：打开空压机，清理好摇摆筛分机区域的工作场地，清理好摇摆机、混料机使之洁净无杂物。佩戴好手套、口套，检查校准电子称并归零，根据生产计划单领取所使用的物料，查看标示是否与实物相符。将原料转移至抽料区域摆放整齐；2.打开电源开关，点击“抽料启动按钮”，启动搅拌机，然后将抽料管倾斜放入称好的物料上面进行吸料，来回移动，防止抽料口堵塞，3.抽料时，混料仓的料不要加得太满，至少要留1/5的空间，以免影响搅拌均匀效果；4.搅拌完成后，打开摇摆筛电源开关，振动档位调到3档，打开下料机开关，筛料时控制下料量，筛网内的数量不超过筛网体积的1/10，以免造成筛网堵塞，降低生产效率，筛料机停止工作前，提前5min停止下料，确保停机后筛网内的物料全部过筛完毕，流到盛装斗内；5.筛分时，对每次开机的首件或排筛上物后的首件用150目的标准手工筛进行检查是否有颗粒、异物，如不符合要求则清理筛网或更换筛网进行筛分，直到符合要求为止，每筛300KG物料时清理一次筛上物，操作人员对筛分出来的成品需定期进行检查是否有颗粒、异物；6.筛料时，留意盛装情况做好更换准备。筛好的物料应及时称重做好标示，放在指定的区域；7.工作完成后，关闭机器设备电源。将物料做好标识转入到下一道工序；清理工作现场，做好当班的7S工作。筛分数据如下表所示：
S6、对筛分后的粉末进行石墨化；在实际应用中，工作温度为2800～3000℃，保温时间是24H；高温处理后的产品数据如下表所示：
S7、对石墨粉进行包覆；
S8、对包覆后的石墨粉进行炭化热处理；在实际应用中，加热温度为1100℃，加工后相关数据如下表所示：
S9、对炭化后的石墨粉再一次进行除磁筛分，进一步地去除粉体中的微量的磁性及金属异物，提高石墨的纯度；加工后的相关数据如下表所示：
S10、将获得的高纯度石墨粉用在负极材料制备中。在生产中，将电池上的负极极片筛选出来后，整个地进行粉碎，然后进行球形化处理，而现有的生产技术中，是先将负极材料上的石墨与集流体分离，再进行石墨重复利用的，现有的这种技术不能保证集流体上的石墨被完全分离出来，不能实现石墨的充分再利用，而本申请中的这种技术方案，不仅实现了集流体上原有石墨的充分利用，还能够将集流体上的非金属材料进行石墨化，从而提高了回收石墨的产能；另外，本技术方案中通过对石墨多次加热处理以及筛分，从而提高了石墨粉的精度。该方法对废旧负极材料中石墨的再利用率高，生产出来的负极材料中石墨的纯度高，有效地减少了资源浪费，提高了回收利用的效率。
优选的，在步骤S1中，废旧的负极极片来自生产过程中产生的报废品和/或在使用过程中产生的报废品。
优选的，在步骤S2中，将负极极片从电池上分离出来。
优选的，在步骤S3中，粉碎机将负极极片粉碎成粉末。
优选的，在步骤S3中，具体包括如下步骤：
T1、对负极极片进行粗破碎；
T2、对粗破碎的负极极片进行干燥；
T3、对干燥后的负极极片进行粉碎；
T4、对粉碎物进行揉捏脱粉；在实际应用中这种工艺使得铜粉和石墨粉分离；
T5、进行机械粉碎；在实际应用中，通过化学反应将负极材料中的金属与非金属分开，有利于提高石墨的产量；
T6、对粉碎物产物进行分级。
优选的，在步骤T6中，用超微粉碎分级机进行粉碎分级。
优选的，在步骤S6中，对粉末进行石墨化的温度控制在2800℃-3000℃。在实际应用中，温度越高，加工所需的高温恒温的时间越短。
优选的，在步骤S7中，对石墨粉进行包覆的方式是固相包覆或液相包覆。
优选的，在步骤S9中，在对石墨粉进行筛分之前先对石墨粉进行解聚。
优选的，在步骤S10中，石墨粉依次通过除磁、过筛工序之后用于负极材料制备。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池负极石墨回收利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、收集废旧的负极极片；
S2、对负极极片进行鉴别筛选；
S3、用粉碎机对负极极片进行粉碎；
S4、用石墨球形化设备对粉碎后的粉末进行球形化；
S5、对球形化的粉末进行筛分，去除粉体中的大部分磁性及金属异物；
S6、对筛分后的粉末进行石墨化；
S7、对石墨粉进行包覆；
S8、对包覆后的石墨粉进行炭化热处理；
S9、对炭化后的石墨粉再一次进行除磁筛分，进一步地去除粉体中的微量的磁性及金属异物，提高石墨的纯度；
S10、将获得的高纯度石墨粉用在负极材料制备中。
2.如权利要求1所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法，其特征在于：在步骤S1中，废旧的负极极片来自生产过程中产生的报废品或在使用过程中产生的报废品。
3.如权利要求1所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法，其特征在于：在步骤S2中，将负极极片从电池上分离出来。
4.如权利要求1所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法，其特征在于：在步骤S3中，粉碎机将负极极片粉碎成粉末。
5.如权利要求1所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法，其特征在于，在步骤S3中，具体包括如下步骤：
T1、对负极极片进行粗破碎；
T2、对粗破碎的负极极片进行干燥；
T3、对干燥后的负极极片进行粉碎；
T4、对粉碎物进行揉捏脱粉；
T5、进行机械粉碎；
T6、对粉碎物产物进行分级。
6.如权利要求5所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法，其特征在于：在步骤T6中，用超微粉碎分级机进行粉碎分级。
7.如权利要求1所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法，其特征在于：在步骤S6中，对粉末进行石墨化的温度控制在2800℃-3000℃。
8.如权利要求1所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法，其特征在于：在步骤S7中，对石墨粉进行包覆的方式是固相包覆或液相包覆。
9.如权利要求1所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法，其特征在于：在步骤S9中，在对石墨粉进行筛分之前先对石墨粉进行解聚。
10.如权利要求1所述的锂离子电池负极石墨回收利用的方法，其特征在于：在步骤S10中，石墨粉依次通过除磁、过筛工序之后用于负极材料制备。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010503999.7A CN111600091A (zh) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | 一种锂离子电池负极石墨回收利用的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010503999.7A CN111600091A (zh) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | 一种锂离子电池负极石墨回收利用的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111600091A true CN111600091A (zh) | 2020-08-28 |
Family
ID=72192348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010503999.7A Pending CN111600091A (zh) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | 一种锂离子电池负极石墨回收利用的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111600091A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112614971A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-06 | 东莞市和鸿升新材料科技有限公司 | 一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法 |
| CN112736313A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-30 | 东莞市和鸿升新材料科技有限公司 | 一种回收石墨负极极片再生负极材料方法 |
| CN113953312A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-01-21 | 张金庆 | 一种负极材料提取修复自动化产线及工艺 |
| CN114597533A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-06-07 | 广东凯金新能源科技股份有限公司 | 一种锂离子电池负极石墨重复利用的方法 |
| CN115275416A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-11-01 | 江苏正力新能电池技术有限公司 | 废旧锂离子电池中石墨的回收方法及高容快充负极材料 |
| CN115692910A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-02-03 | 湖南金阳烯碳新材料股份有限公司 | 一种锂离子电池废旧负极材料的回收方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020124691A1 (en) * | 1998-10-27 | 2002-09-12 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Process and system for recovering valent metals from refuse secondary batteries |
| CN106299530A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-01-04 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法 |
| CN206184531U (zh) * | 2016-09-20 | 2017-05-24 | 新乡市华鑫电源材料有限公司 | 一种机械式粉碎机 |
| CN107785631A (zh) * | 2017-09-14 | 2018-03-09 | 河南易成新能源股份有限公司 | 石墨负极材料的回收方法 |
| CN107871867A (zh) * | 2016-09-27 | 2018-04-03 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种锂离子电池石墨负极材料的制备方法 |
| CN108110364A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-01 | 东莞鑫茂新能源技术有限公司 | 一种锂电池负极材料回收利用方法 |
| CN109216822A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-15 | 桑德集团有限公司 | 废旧锂离子电池负极材料的回收方法 |
| CN109626352A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-04-16 | 上海杉杉科技有限公司 | 一种高倍率锂离子电池用类硬碳石墨负极材料及其制备方法 |
| CN110451501A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-15 | 上海昱瓴新能源科技有限公司 | 利用石墨电极接头粉制备的人造石墨负极材料及其制备方法 |
-
2020
- 2020-06-05 CN CN202010503999.7A patent/CN111600091A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020124691A1 (en) * | 1998-10-27 | 2002-09-12 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Process and system for recovering valent metals from refuse secondary batteries |
| CN206184531U (zh) * | 2016-09-20 | 2017-05-24 | 新乡市华鑫电源材料有限公司 | 一种机械式粉碎机 |
| CN106299530A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-01-04 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法 |
| CN107871867A (zh) * | 2016-09-27 | 2018-04-03 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种锂离子电池石墨负极材料的制备方法 |
| CN107785631A (zh) * | 2017-09-14 | 2018-03-09 | 河南易成新能源股份有限公司 | 石墨负极材料的回收方法 |
| CN108110364A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-01 | 东莞鑫茂新能源技术有限公司 | 一种锂电池负极材料回收利用方法 |
| CN109216822A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-15 | 桑德集团有限公司 | 废旧锂离子电池负极材料的回收方法 |
| CN109626352A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-04-16 | 上海杉杉科技有限公司 | 一种高倍率锂离子电池用类硬碳石墨负极材料及其制备方法 |
| CN110451501A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-15 | 上海昱瓴新能源科技有限公司 | 利用石墨电极接头粉制备的人造石墨负极材料及其制备方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112614971A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-06 | 东莞市和鸿升新材料科技有限公司 | 一种退役锂离子电池负极材料回收再利用方法 |
| CN112736313A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-30 | 东莞市和鸿升新材料科技有限公司 | 一种回收石墨负极极片再生负极材料方法 |
| CN113953312A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-01-21 | 张金庆 | 一种负极材料提取修复自动化产线及工艺 |
| CN114597533A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-06-07 | 广东凯金新能源科技股份有限公司 | 一种锂离子电池负极石墨重复利用的方法 |
| CN114597533B (zh) * | 2022-03-24 | 2024-01-05 | 广东凯金新能源科技股份有限公司 | 一种锂离子电池负极石墨重复利用的方法 |
| CN115275416A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-11-01 | 江苏正力新能电池技术有限公司 | 废旧锂离子电池中石墨的回收方法及高容快充负极材料 |
| CN115275416B (zh) * | 2022-08-08 | 2024-06-25 | 江苏正力新能电池技术有限公司 | 废旧锂离子电池中石墨的回收方法及高容快充负极材料 |
| CN115692910A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-02-03 | 湖南金阳烯碳新材料股份有限公司 | 一种锂离子电池废旧负极材料的回收方法 |
| CN115692910B (zh) * | 2022-12-28 | 2023-03-03 | 湖南金阳烯碳新材料股份有限公司 | 一种锂离子电池废旧负极材料的回收方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111600091A (zh) | 一种锂离子电池负极石墨回收利用的方法 | |
| CN108927401B (zh) | 一种锂电池无氧裂解后破碎回收工艺 | |
| Silveira et al. | Recovery of valuable materials from spent lithium ion batteries using electrostatic separation | |
| CN105428745B (zh) | 一种废旧锂离子动力电池无害化综合回收利用方法 | |
| TW201809296A (zh) | 從具有高錳含量的廢棄鋰離子電池中回收純氧化鈷的方法 | |
| CN104593606B (zh) | 废旧钴酸锂锂离子电池正负极残料资源化方法 | |
| CN101383442B (zh) | 一种从废旧锂离子电池中回收、制备钴酸锂的方法 | |
| JP5651462B2 (ja) | リチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法、及び有価物を含有する回収物 | |
| US20230302498A1 (en) | Wet sorting process for waste lithium battery and application thereof | |
| CN104577249A (zh) | 一种废旧钴酸锂锂离子电池资源化的处理方法 | |
| CN106450542A (zh) | 一种废旧锰酸锂锂离子电池的资源化方法 | |
| CN104466294B (zh) | 从镍钴锰酸锂废电池中回收金属的方法 | |
| CN105226344B (zh) | 一种废旧锂离子电池中钴酸锂和石墨的回收方法 | |
| CN104466292A (zh) | 从钴酸锂正极材料的废锂离子电池中回收钴锂金属的方法 | |
| CN104538696A (zh) | 从镍钴锰酸锂正极材料的废锂离子电池中回收金属的方法 | |
| JP2015170480A (ja) | リチウムイオン二次電池からの有価物回収方法 | |
| CN110828887A (zh) | 废旧磷酸铁锂正极材料的回收再生方法及得到的磷酸铁锂正极材料 | |
| CN113083848A (zh) | 废旧磷酸铁锂电池正、负极材料分选回收方法 | |
| CN105304967A (zh) | 一种报废锂离子电池石墨负极片的回收利用方法 | |
| CN109904545A (zh) | 从废旧锂离子动力电池中回收隔膜、铜箔和电池正极的方法 | |
| US20230083016A1 (en) | Separation method for valuable resources | |
| CN108110364A (zh) | 一种锂电池负极材料回收利用方法 | |
| CN106099239A (zh) | 一种废旧二次电池铜和铝的回收方法 | |
| CN104485493A (zh) | 废锂离子电池中钴酸锂正极活性材料的修复再生方法 | |
| CN112121978B (zh) | 一种极片破碎分选的处理设备 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200828 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |