CN112768659A - 一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法 - Google Patents
一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112768659A CN112768659A CN202110057674.5A CN202110057674A CN112768659A CN 112768659 A CN112768659 A CN 112768659A CN 202110057674 A CN202110057674 A CN 202110057674A CN 112768659 A CN112768659 A CN 112768659A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- graphitized
- lithium ion
- ion battery
- ball milling
- 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
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 53
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 52
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title abstract description 27
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 title abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- YUOWTJMRMWQJDA-UHFFFAOYSA-J tin(iv) fluoride Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[Sn+4] YUOWTJMRMWQJDA-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 25
- DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methyl-5-propan-2-ylcyclohex-2-en-1-yl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1CC(C(C)C)CC=C1C DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 claims abstract description 4
- 125000004989 dicarbonyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 65
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 64
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 40
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 38
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 32
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 description 2
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- -1 biochar Chemical compound 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/05—Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/194—After-treatment
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下重量份的组分配制而成：石墨烯10‑20份、生物炭1‑5份、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸1‑11份、四氟化锡1‑6份、碳二亚胺8‑12份、钛酸丁酯6‑10份和乙酰丙酮二羰基铱1‑6份。本一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，由对不同组分配比进行调整检测，得出通过最佳一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，从而达到具有提高放电比容量和振实密度，同时稳定性能，可以循环使用的效果。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法。
背景技术
锂离子电池是目前应用最为广泛的二次电池，但其循环寿命及能量密度仍无法满足人们的要求。锂离子电池的能量密度很大程度上取决于正负极材料的电极电位和可逆比容量，因此，探索性能优越的负极材料是锂离子电池研究的重要课题。
石墨烯是一种新型的二维碳纳米材料，在储能领域具有广阔的前景，在利用石墨化坩埚的生产过程中，经常会出现一些石墨表面料和生物炭，这些石墨表面料和生物炭多半被弃置不用，造成了较大的浪费，且市面上的锂离子电池负极材料制作完成后依然存在放电比容量低，振实密度低，性能不够稳定，不能再次循环利用的缺点，针对这些缺陷，从而设计出一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，具有提高放电比容量和振实密度，同时稳定性能，可以循环使用的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，包括以下重量份的组分配制而成：石墨烯10-20份、生物炭1-5份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸1-11份、四氟化锡1-6份、碳二亚胺8-12份、钛酸丁酯6-10份和乙酰丙酮二羰基铱1-6份。
进一步地，石墨烯12-19份、生物炭2-4份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5-10份、四氟化锡2-5份、碳二亚胺9-11份、钛酸丁酯7-9份和乙酰丙酮二羰基铱2-4份。
进一步地，石墨烯18份、生物炭3份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸8份、四氟化锡3份、碳二亚胺10份、钛酸丁酯8份和乙酰丙酮二羰基铱3份。
进一步地，石墨烯和生物炭为石墨化坩埚回收的表面料,且石墨烯平均粒径D50为6～8μm。
进一步地，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸熔点为195℃，且2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸PH值为2.6。
本发明提出的另一技术方案，一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：取石墨化坩埚上表面上残留的石墨烯和生物炭进行干燥处理；
S2：将干燥后的石墨烯和生物炭混合，然后进行球磨，球磨转速为400-500rpm，球磨时间为40-50min，得到混合物一；
S3：将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和四氟化锡混合，再加入1-3倍的水，搅拌均匀，得到混合溶液一；
S4：将混合物一与混合溶液一进行混合，得到混合物二，混合物二放置于90℃-100℃下进行球磨，球磨转速为1500-1700rpm，球磨时间为10-15min，得到混合物三；
S5：将碳二亚胺、钛酸丁酯和乙酰丙酮二羰基铱混合，再加入2-3倍的75％的乙醇溶液，然后进行球磨，球磨转速为650-800rpm，球磨时间为25-35min，得到混合溶液二；
S6：将混合物三与混合溶液二进行混合，然后进行球磨，球磨转速为1000-2000rpm，球磨时间为40-60min，得到混合物四；
S7：将混合物四进行加热处理，加热处理的温度为600-2400℃，处理时间为1-2h，加热处理后获得加热产物分体，最后进行冷却，即得到锂离子电池负极材料。
进一步地，针对S7中，加热处理是在隔绝空气下进行，具体为真空加热，氮气、氩气或氦气的保护下进行。
进一步地，针对S2中，经球磨粉碎后，混合物一的粒度为10-50μm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，石墨烯具有优异的电力特性和非常好的热传导性能，是导热系数最高的碳材料，生物炭可以锁住二氧化碳，最终达到增加产量的效果，是低成本、可持续的环保能源，且石墨烯和生物炭均从石墨化坩埚表面料回收的材料，将其变废为宝，起到节约成本，可再次循环使用的特点，四氟化锡是一种有吸湿性的白色单些系晶体，极溶于水，加热时即迅速水解，有吸湿性，由对不同组分配比进行调整检测，得出通过最佳一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，从而达到具有提高放电比容量和振实密度，同时稳定性能，可以循环使用的效果。
附图说明
图1为本发明的制备流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，包括以下重量份的组分配制而成：石墨烯、生物炭、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、四氟化锡、碳二亚胺、钛酸丁酯和乙酰丙酮二羰基铱，石墨烯和生物炭为石墨化坩埚回收的表面料,且石墨烯平均粒径D50为6～8μm。
请参阅图1，一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取石墨化坩埚上表面上残留的石墨烯和生物炭进行干燥处理；
步骤二：将干燥后的石墨烯和生物炭混合，然后进行球磨，球磨转速为400-500rpm，球磨时间为40-50min，得到混合物一，经球磨粉碎后，混合物一的粒度为10-50μm；
步骤三：将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和四氟化锡混合，再加入1-3倍的水，搅拌均匀，得到混合溶液一；
步骤四：将混合物一与混合溶液一进行混合，得到混合物二，混合物二放置于90℃-100℃下进行球磨，球磨转速为1500-1700rpm，球磨时间为10-15min，得到混合物三；
步骤五：将碳二亚胺、钛酸丁酯和乙酰丙酮二羰基铱混合，再加入2-3倍的75％的乙醇溶液，然后进行球磨，球磨转速为650-800rpm，球磨时间为25-35min，得到混合溶液二；
步骤六：将混合物三与混合溶液二进行混合，然后进行球磨，球磨转速为1000-2000rpm，球磨时间为40-60min，得到混合物四；
步骤七：将混合物四进行加热处理，加热处理是在隔绝空气下进行，具体为真空加热，氮气、氩气或氦气的保护下进行，加热处理的温度为600-2400℃，处理时间为1-2h，加热处理后获得加热产物分体，最后进行冷却，即得到锂离子电池负极材料。
实施例一：
利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，包括以下重量份的组分配制而成：石墨烯10份、生物炭1份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸1份、四氟化锡1份、碳二亚胺8份、钛酸丁酯6份和乙酰丙酮二羰基铱1份。
一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取石墨化坩埚上表面上残留的石墨烯和生物炭进行干燥处理；
步骤二：将干燥后的石墨烯和生物炭混合，然后进行球磨，球磨转速为400rpm，球磨时间为40min，得到混合物一；
步骤三：将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和四氟化锡混合，再加入1倍的水，搅拌均匀，得到混合溶液一；
步骤四：将混合物一与混合溶液一进行混合，得到混合物二，混合物二放置于90℃下进行球磨，球磨转速为1500rpm，球磨时间为10min，得到混合物三；
步骤五：将碳二亚胺、钛酸丁酯和乙酰丙酮二羰基铱混合，再加入2倍的75％的乙醇溶液，然后进行球磨，球磨转速为650rpm，球磨时间为25min，得到混合溶液二；
步骤六：将混合物三与混合溶液二进行混合，然后进行球磨，球磨转速为1000rpm，球磨时间为40min，得到混合物四；
步骤七：将混合物四进行加热处理，加热处理是在隔绝空气下进行，具体为真空加热，氮气、氩气或氦气的保护下进行，加热处理的温度为600℃，处理时间为1h，加热处理后获得加热产物分体，最后进行冷却，即得到锂离子电池负极材料。
实施例二：
利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，包括以下重量份的组分配制而成：石墨烯20份、生物炭5份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸11份、四氟化锡6份、碳二亚胺12份、钛酸丁酯10份和乙酰丙酮二羰基铱6份。
一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取石墨化坩埚上表面上残留的石墨烯和生物炭进行干燥处理；
步骤二：将干燥后的石墨烯和生物炭混合，然后进行球磨，球磨转速为500rpm，球磨时间为50min，得到混合物一；
步骤三：将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和四氟化锡混合，再加入3倍的水，搅拌均匀，得到混合溶液一；
步骤四：将混合物一与混合溶液一进行混合，得到混合物二，混合物二放置于100℃下进行球磨，球磨转速为1700rpm，球磨时间为15min，得到混合物三；
步骤五：将碳二亚胺、钛酸丁酯和乙酰丙酮二羰基铱混合，再加入3倍的75％的乙醇溶液，然后进行球磨，球磨转速为800rpm，球磨时间为35min，得到混合溶液二；
步骤六：将混合物三与混合溶液二进行混合，然后进行球磨，球磨转速为2000rpm，球磨时间为60min，得到混合物四；
步骤七：将混合物四进行加热处理，加热处理是在隔绝空气下进行，具体为真空加热，氮气、氩气或氦气的保护下进行，加热处理的温度为2400℃，处理时间为2h，加热处理后获得加热产物分体，最后进行冷却，即得到锂离子电池负极材料。
实施例三：
利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，包括以下重量份的组分配制而成：石墨烯12份、生物炭2份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5份、四氟化锡2份、碳二亚胺9份、钛酸丁酯7份、乙酰丙酮二羰基铱2份。
一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取石墨化坩埚上表面上残留的石墨烯和生物炭进行干燥处理；
步骤二：将干燥后的石墨烯和生物炭混合，然后进行球磨，球磨转速为420rpm，球磨时间为43min，得到混合物一；
步骤三：将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和四氟化锡混合，再加入1.5倍的水，搅拌均匀，得到混合溶液一；
步骤四：将混合物一与混合溶液一进行混合，得到混合物二，混合物二放置于93℃下进行球磨，球磨转速为1550rpm，球磨时间为12min，得到混合物三；
步骤五：将碳二亚胺、钛酸丁酯和乙酰丙酮二羰基铱混合，再加入2.3倍的75％的乙醇溶液，然后进行球磨，球磨转速为700rpm，球磨时间为27min，得到混合溶液二；
步骤六：将混合物三与混合溶液二进行混合，然后进行球磨，球磨转速为1200rpm，球磨时间为45min，得到混合物四；
步骤七：将混合物四进行加热处理，加热处理是在隔绝空气下进行，具体为真空加热，氮气、氩气或氦气的保护下进行，加热处理的温度为800℃，处理时间为1.3h，加热处理后获得加热产物分体，最后进行冷却，即得到锂离子电池负极材料。
实施例四：
利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，包括以下重量份的组分配制而成：石墨烯19份、生物炭4份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸10份、四氟化锡5份、碳二亚胺11份、钛酸丁酯9份、乙酰丙酮二羰基铱4份。
一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取石墨化坩埚上表面上残留的石墨烯和生物炭进行干燥处理；
步骤二：将干燥后的石墨烯和生物炭混合，然后进行球磨，球磨转速为480rpm，球磨时间为48min，得到混合物一；
步骤三：将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和四氟化锡混合，再加入2.5倍的水，搅拌均匀，得到混合溶液一；
步骤四：将混合物一与混合溶液一进行混合，得到混合物二，混合物二放置于97℃下进行球磨，球磨转速为1650rpm，球磨时间为14min，得到混合物三；
步骤五：将碳二亚胺、钛酸丁酯和乙酰丙酮二羰基铱混合，再加入2.7倍的75％的乙醇溶液，然后进行球磨，球磨转速为780rpm，球磨时间为33min，得到混合溶液二；
步骤六：将混合物三与混合溶液二进行混合，然后进行球磨，球磨转速为1700rpm，球磨时间为55min，得到混合物四；
步骤七：将混合物四进行加热处理，加热处理是在隔绝空气下进行，具体为真空加热，氮气、氩气或氦气的保护下进行，加热处理的温度为2000℃，处理时间为1.8h，加热处理后获得加热产物分体，最后进行冷却，即得到锂离子电池负极材料。
实施例五：
利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，包括以下重量份的组分配制而成：石墨烯18份、生物炭3份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸8份、四氟化锡3份、碳二亚胺10份、钛酸丁酯8份、乙酰丙酮二羰基铱3份。
一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：取石墨化坩埚上表面上残留的石墨烯和生物炭进行干燥处理；
步骤二：将干燥后的石墨烯和生物炭混合，然后进行球磨，球磨转速为450rpm，球磨时间为45min，得到混合物一；
步骤三：将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和四氟化锡混合，再加入2倍的水，搅拌均匀，得到混合溶液一；
步骤四：将混合物一与混合溶液一进行混合，得到混合物二，混合物二放置于95℃下进行球磨，球磨转速为1600rpm，球磨时间为13min，得到混合物三；
步骤五：将碳二亚胺、钛酸丁酯和乙酰丙酮二羰基铱混合，再加入2.5倍的75％的乙醇溶液，然后进行球磨，球磨转速为750rpm，球磨时间为30min，得到混合溶液二；
步骤六：将混合物三与混合溶液二进行混合，然后进行球磨，球磨转速为1500rpm，球磨时间为50min，得到混合物四；
步骤七：将混合物四进行加热处理，加热处理是在隔绝空气下进行，具体为真空加热，氮气、氩气或氦气的保护下进行，加热处理的温度为1200℃，处理时间为1.5h，加热处理后获得加热产物分体，最后进行冷却，即得到锂离子电池负极材料。
将实施例一、实施例二、实施例三、实施例四和实施例五进行性能测试，测试结果如表一所示：
表一
通过上述实验证实本利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，石墨烯具有优异的电力特性和非常好的热传导性能，是导热系数最高的碳材料，生物炭可以锁住二氧化碳，最终达到增加产量的效果，是低成本、可持续的环保能源，且石墨烯和生物炭均从石墨化坩埚表面料回收的材料，起到节约成本，可再次循环使用的特点，四氟化锡是一种有吸湿性的白色单些系晶体，极溶于水，加热时即迅速水解，有吸湿性，在热水中水解生成不溶的锡酸，通过对不同组分配比进行调整检测，实施例五中一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法首次放电比容量为2345mAh/g，循环100次后放电比容量为1173mAh/g，振实密度为1.07g/cm3，从而实施例五中石墨烯18份、生物炭3份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸8份、四氟化锡3份、碳二亚胺10份、钛酸丁酯8份、乙酰丙酮二羰基铱3份为锂离子电池负极材料的最佳配比，达到了一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法具有提高放电比容量和振实密度，同时稳定性能，可以循环使用的优点。
综上所述：本一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，石墨烯具有优异的电力特性和非常好的热传导性能，是导热系数最高的碳材料，生物炭可以锁住二氧化碳，最终达到增加产量的效果，是低成本、可持续的环保能源，且石墨烯和生物炭均从石墨化坩埚表面料回收的材料，将其变废为宝，起到节约成本，可再次循环使用的特点，四氟化锡是一种有吸湿性的白色单些系晶体，极溶于水，加热时即迅速水解，有吸湿性，由对不同组分配比进行调整检测，得出通过最佳一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，从而达到具有提高放电比容量和振实密度，同时稳定性能，可以循环使用的效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，其特征在于，包括以下重量份的组分配制而成：石墨烯10-20份、生物炭1-5份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸1-11份、四氟化锡1-6份、碳二亚胺8-12份、钛酸丁酯6-10份和乙酰丙酮二羰基铱1-6份。
2.如权利要求1所述的利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，其特征在于，石墨烯12-19份、生物炭2-4份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5-10份、四氟化锡2-5份、碳二亚胺9-11份、钛酸丁酯7-9份和乙酰丙酮二羰基铱2-4份。
3.如权利要求1所述的一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，其特征在于，石墨烯18份、生物炭3份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸8份、四氟化锡3份、碳二亚胺10份、钛酸丁酯8份和乙酰丙酮二羰基铱3份。
4.如权利要求1所述的一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，其特征在于，石墨烯和生物炭为石墨化坩埚回收的表面料,且石墨烯平均粒径D50为6～8μm。
5.如权利要求1所述的一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料，其特征在于，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸熔点为195℃，且2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸PH值为2.6。
6.如权利要求1所述的一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：取石墨化坩埚上表面上残留的石墨烯和生物炭进行干燥处理；
S2：将干燥后的石墨烯、生物炭混合，然后进行球磨，球磨转速为400-500rpm，球磨时间为40-50min，得到混合物一；
S3：将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和四氟化锡混合，再加入1-3倍的水，搅拌均匀，得到混合溶液一；
S4：将混合物一与混合溶液一进行混合，得到混合物二，混合物二放置于90℃-100℃下进行球磨，球磨转速为1500-1700rpm，球磨时间为10-15min，得到混合物三；
S5：将碳二亚胺、钛酸丁酯和乙酰丙酮二羰基铱混合，再加入2-3倍的75％的乙醇溶液，然后进行球磨，球磨转速为650-800rpm，球磨时间为25-35min，得到混合溶液二；
S6：将混合物三与混合溶液二进行混合，然后进行球磨，球磨转速为1000-2000rpm，球磨时间为40-60min，得到混合物四；
S7：将混合物四进行加热处理，加热处理的温度为600-2400℃，处理时间为1-2h，加热处理后获得加热产物分体，最后进行冷却，即得到锂离子电池负极材料。
7.如权利要求6所述的一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，针对S7中，加热处理是在隔绝空气下进行，具体为真空加热，氮气、氩气或氦气的保护下进行。
8.如权利要求6所述的一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，针对S2中，经球磨粉碎后，混合物一的粒度为10-50μm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110057674.5A CN112768659A (zh) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | 一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110057674.5A CN112768659A (zh) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | 一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112768659A true CN112768659A (zh) | 2021-05-07 |
Family
ID=75702144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110057674.5A Pending CN112768659A (zh) | 2021-01-15 | 2021-01-15 | 一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112768659A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022225405A1 (en) * | 2021-04-21 | 2022-10-27 | Carbonscape Limited | Composition of matter for the production of graphite powder |
| WO2024025426A1 (en) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | Carbonscape Limited | Composition of matter for the conversion of biochar into low surface area graphite |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103579624A (zh) * | 2013-10-17 | 2014-02-12 | 东莞市凯金新能源科技有限公司 | 改性锂电池石墨坩埚废料负极材料及其制备方法与应用 |
| CN108539184A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-14 | 肇庆益晟商贸有限公司 | 一种改性石墨烯复合锂离子电池负极材料及其制备方法 |
-
2021
- 2021-01-15 CN CN202110057674.5A patent/CN112768659A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103579624A (zh) * | 2013-10-17 | 2014-02-12 | 东莞市凯金新能源科技有限公司 | 改性锂电池石墨坩埚废料负极材料及其制备方法与应用 |
| CN108539184A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-14 | 肇庆益晟商贸有限公司 | 一种改性石墨烯复合锂离子电池负极材料及其制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022225405A1 (en) * | 2021-04-21 | 2022-10-27 | Carbonscape Limited | Composition of matter for the production of graphite powder |
| WO2024025426A1 (en) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | Carbonscape Limited | Composition of matter for the conversion of biochar into low surface area graphite |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112768659A (zh) | 一种利用石墨化坩埚表面料回收再生锂离子电池负极材料的制备方法 | |
| CN109873152B (zh) | 一种锂离子电池用石墨烯-硅基复合负极材料及其制备方法 | |
| CN113651307A (zh) | 基于废弃木屑制备的钠离子电池碳负极材料及其制备方法 | |
| CN108807876B (zh) | 一种锂离子电池用改性碳负极材料的制备方法 | |
| CN113044827A (zh) | 纳米碳材复合生物质硬碳电极材料及其制备方法和应用 | |
| CN106602016A (zh) | 一种氟化铵改性镍钴铝三元正极材料的制备方法 | |
| CN114524425A (zh) | 一种硬碳材料及其制备方法和在钠离子电池中的用途 | |
| CN105449164A (zh) | 一种用于磷酸钒锂电池的正极材料及其制备和应用 | |
| CN105047890A (zh) | 一种三维多孔石墨烯复合材料锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
| CN114725366B (zh) | 一种用于锂离子电池的铌钛氧化物负极材料制备方法 | |
| WO2022001681A1 (zh) | 一种硫化物全固态电池硫化铁复合正极材料的制备方法 | |
| CN107482184A (zh) | 一种锂离子电池钛酸锂负极复合材料的制备方法 | |
| WO2023226555A1 (zh) | 改性磷酸铁前驱体、改性磷酸铁锂及其制备方法 | |
| CN104638241A (zh) | 石墨烯包覆的无定型纳米花钒酸铜及其制备方法和应用 | |
| CN116706027A (zh) | 一种碳包覆铜掺杂硫酸铁钠正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN112018355A (zh) | 一种三维棒状钛酸钾材料的制备方法 | |
| CN115579470B (zh) | 一种改性沥青包覆微晶石墨负极材料及其制备方法 | |
| CN106920951B (zh) | 一种锂电池负极用纳米硅碳复合材料及其制备方法 | |
| CN112713272B (zh) | 一种改性锂电池正极材料的制备方法 | |
| CN114079044B (zh) | 三维多孔硅/石墨烯复合负极材料及其制备方法和锂离子电池 | |
| CN109818100B (zh) | 一种修复改性LiFePO4正极废料再利用方法 | |
| CN111533182A (zh) | 一种高锂离子扩散三元正极材料的溶剂热制备方法 | |
| CN108539184A (zh) | 一种改性石墨烯复合锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
| CN113346057B (zh) | 一种基于材料改性技术的锂电池电性能改进及测试方法 | |
| CN113753946B (zh) | 二氧化钛@石墨烯@二氧化钛负极材料的制备方法及产品和应用 |
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: 20210507 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |