CN114672651A - 一种利用槟榔渣回收废旧锂离子电池正极的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废旧动力电池回收技术领域，具体涉及利用槟榔渣回收废旧锂离子电池正极的方法，将槟榔渣置于碱液中进行表面处理，随后经水洗、冷冻干燥处理，得到预处理槟榔渣；将废旧正极材料、预处理槟榔渣进行酸浸处理，固液分离，得到酸浸渣和富集有有价金属的浸出液。本发明中，创新地采用槟榔用于辅助正极元素的酸浸；并进一步发现，预先对槟榔进行碱液表面刻蚀‑冷冻干燥预处理，如此不仅能够协同改善正极材料的浸出率，还能够利用浸出反应对槟榔渣进行化学‑物理改性，利于改善获得的槟榔基碳材料的电化学性能。

Description

一种利用槟榔渣回收废旧锂离子电池正极的方法
技术领域
本发明属于锂电池回收技术领域，特别是涉及一种废旧锂电池正极材料的回收方法。
背景技术
锂离子电池由于其优越的电化学性能，被广泛应用于各电子领域。锂离子电池用量增加的同时，其报废量也逐年增加。锂离子电池主要由正极、负极、有机电解液和隔膜组成，由于废旧锂离子电池中有着大量的有价金属(如钴、锂、铝、铜等)，且废旧电池中还含有对环境有危害的含氟电解液，所以如何回收处理废旧锂离子电池是目前研究的热点。对废锂电池正极材料进行高效绿色回收，既可节约成本，避免资源浪费，又能减轻环境污染问题。
湿法冶金是常见的一种回收方法，主要是利用酸体系或碱体系作为浸出剂，将废旧正极材料溶解，使其中的Li、Ni、Co、Mn元素转移至液相，形成多元素混合溶液。其中酸浸出是较为常用的方法,，在酸浸过程中，酸体系包括无机酸和有机酸体系，有机酸由于酸性较弱，浸出过程用量较大，而且其成本较高，因此，无机酸浸出体系仍是最有前景的工业化生产体系。
另外，酸浸出过程中，还通常需要采用辅助材料，如H2O2、Na2S2O5、Na2S2O3、 NaHSO3等，目的是为了将废旧正极材料中高价态的过渡金属元素转化为低价态，从而加速浸出过程。然而，现有的辅助酸浸过程中，H2O2易分解，在温度较高的酸体系中加入速率过快时，会引起冒槽，造成不必要的资源浪费，亚硫酸盐容易产生SOx污染性气体，对环境不友好。此外，现有的酸浸手段还存在处理成本较高、处理效果有待于进一步提升等步骤。
发明内容
针对传统工艺的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种基于槟榔渣高效绿色回收废旧锂离子电池正极有价金属的方法，旨在改善金属的浸出率，并实现槟榔的同步改性和高价值利用。
本发明第二目的在于，提供所述的回收方法得到的槟榔基碳及其应用。
废旧正极材料中，由于存在成分固溶、晶格互嵌、长期循环所致的晶相以及结构畸变等诸多因素，都会增加有益成分的提取难度，特别是对于含有高稳定化学价态(如Mn(IV))的正极材料，其化学价态的调控是影响提取效果的主要难点之一。另外，采用生物质能够用于辅助正极材料酸浸，然而，不同类别来源的生物质成分特性以及结构特性存在较大差别，不同类别的生物质在处理过程中需要克服不同的技术问题，技术手段难于简单转用，且技术效果也难于预期。例如，行业内还比较少采用槟榔渣用于正极材料的回收，这主要原因在于，槟榔含有大量生物碱、黄酮、鞣质、酚类、脂肪酸、萜类和甾体等，处置不当，不仅会影响正极的元素选择性回收，还难于剔除槟榔体系中的电化学有无效以及有毒因素，导致联产得到的碳材料的电化学性能不理想。针对该技术问题，本发明提供以下改进方法：
一种利用槟榔渣回收废旧锂离子电池正极的方法，包括以下步骤：
步骤(1)：预处理
将槟榔渣置于碱液中进行表面处理，随后经水洗、冷冻干燥处理，得到预处理槟榔渣；
步骤(2)：辅助酸浸
将废旧正极材料、预处理槟榔渣进行酸浸处理，固液分离，得到酸浸渣和富集有有价金属的浸出液。
本发明中，创新地采用槟榔用于辅助正极元素的酸浸；并进一步发现，预先对槟榔进行碱液表面刻蚀-冷冻干燥预处理，如此不仅能够协同改善正极材料的浸出率，还能够利用浸出反应对槟榔渣进行化学-物理改性，利于改善获得的槟榔基碳材料的电化学性能。
本发明中，创新地对槟榔渣进行所述的预处理是实现酸浸以及槟榔同步改性，改善浸出率，并改善槟榔基碳材料电化学性能的关键。
本发明中，通过所述的碱液处理，能够实现槟榔的成分以及结构的重构，利于后续的酸浸，不仅如此，还利于选择性地规避槟榔引入的电化学不利因素，利于后续的槟榔基碳材料的电化学性能。
本发明中，所述的碱液为碱金属氢氧化物的水溶液；
优选地，碱液中，碱金属氢氧化物的质量浓度为1～25％，进一步优选为5～20％；
优选地，表面处理过程的时间为5～20h；
本发明中，将碱液处理后的槟榔进行水洗处理，随后进行冷冻干燥处理。在所述的碱液表面处理下，进一步配合冷冻干燥处理，如此能够赋予更多的反应活性位点，利于后续的浸出反应并利于浸出反应对槟榔的化学以及结构的微控制，如此不仅能够有效解决槟榔难于辅助浸出的问题，改善酸浸出率，不仅如此，还能够联产高电化学性能的槟榔基碳材料。
本发明中，所述的水洗过程例如为超声下的水洗。
优选地，水洗至中性。
本发明中，对水洗后的槟榔渣进行冷冻干燥处理。
本发明中，所述的冷冻干燥可以基于现有设备实现。冷冻干燥的时间为 10～40h，优选为20～30h。
本发明中，将预处理后的槟榔渣用于废旧正极材料的酸浸，如此实现正极材料的反应浸出，不仅如此，还实现自身化学成分以及结构的重构，进而利于后续碳化得到高性能的材料。
本发明中，可以采用现有手段，从锂离子电池中分离得到废旧正极粉。例如，可将废旧动力电池经放电、拆解、筛选、剥离(如有机溶剂NMP剥离)等预处理后得到废旧正极粉。
本发明中，所述的废旧正极材料优选为废旧锂离子电池的正极材料；例如，所述的正极材料中含有镍、钴、锰中的至少一种金属的锂化合物；
优选地，所述的废旧正极材料中，含有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴猛三元中的至少一种。
本发明中，所述的废旧正极材料、预处理槟榔渣的重量比为1：0.5～1.5。
本发明中，酸浸过程的酸液为无机强酸的水溶液；
优选地，无机强酸为HCl、硫酸、硝酸中的至少一种。
作为优选：所述的无机强酸溶液中，酸浓度为1～5mol/L；进一步优选为 2～4mol/L。
作为优选：酸浸液固比为10～70mL/g；进一步优选为25～60mL/g。
本发明中，酸浸过程优选在超声条件下进行。所述的超声功率优选为 300～600W，时间为10～50min。
本发明中，将酸浸渣在保护气氛下进行焙烧处理，制得槟榔基碳材料。
本发明研究发现，预处理后的槟榔不仅能够利于正极材料的酸浸，还能够利于酸浸过程的反应对自身物质以及结构进行重构，还能够利于碳化得到性能优异的碳材料。
作为优选：所述的保护性气氛为氮气或者惰性气体；
作为优选：焙烧过程的温度为600～900℃；进一步优选为700～850℃。
优选地，焙烧过程的时间为3～6h。
洗涤过程包括依次进行的酸洗-水洗；
其中，酸洗过程包括依次进行的盐酸溶液洗涤以及氢氟酸溶液洗涤；
所述的盐酸溶液以及氢氟酸溶液的浓度分别为30～50％(v/v)；
优选地，酸洗过程的温度为30～70℃，酸洗时间为3～6h；
优选地，水洗至滤液呈中性。
作为优选：将获得的碳材料，用作锂离子电池的电极材料。
本发明优选的回收方法，包括以下步骤：
第一步、预处理
利用氢氧化钠溶液对槟榔渣进行碱浸，然后过滤对固体进行水洗干燥；
第二步、酸浸
干燥后的废旧正极粉置于浸出体系中进行浸出反应，首先将一定浓度的硫酸溶液加入反应器中，启动搅拌，利用超声发生器加热至一定温度时按一定液固比(mL//g)加入按照一定质量比研磨均匀的废正极粉和槟榔渣，反应一段时间后过滤洗涤得到酸浸液和酸浸渣。
第三步、槟榔渣再利用
酸浸渣可以再经过酸浸处理进行循环浸出。此外，酸浸渣经过干燥处理后，在机械研磨机中研磨均匀，随后放于氩气气氛的管式炉中焙烧一段时间，其中，焙烧温度为600～900℃，焙烧时间为3～6h，冷却后的焙砂经过酸洗和水洗两段洗涤后，得到槟榔渣衍生碳材料，并进行电学性能测试。
本发明中，槟榔渣作为食品垃圾，经常被丢弃在各个场合，最后被焚烧，会对环境造成很大危害，也造成了可利用资源的浪费。本发明创新地采用槟榔渣作为酸浸的辅助材料，并进一步创新地发现，得益于预处理槟榔渣中的成分以及结构的协同机制，能够意外地改善正极材料的浸出效果，从而成功实现以废治废的目标。本发明进一步研究发现，在槟榔渣预处理以及辅助酸浸的前提下，除了能够实现正极成分的有效转型、浸出，还能够意外地利用处理过程对自身物相以及结构进行重构，利于高选择性地弱化电化学不利因素，并放大电化学有益因素，进而意外地改善联产得到的槟榔基碳材料的电化学性能。
本发明还提供了一种所述的制备方法制得的碳材料的应用，将其用于制备锂离子电池；
优选地，将其用于制备锂离子电池的负极。
本发明所述的方法，可将获得的碳材料用作锂离子电池的电极材料，例如，可以用作负极活性材料。
本发明还提供了一种锂离子电池，包含所述的制备方法制得的碳材料；
优选地，其正极和/或负极中添加有所述的碳材料。
本发明技术方案，创新地将槟榔渣和废正极材料偶联处理，且意外地发现，二者偶联处理，能基于槟榔渣特殊的成分协同特性，进一步协同配合处理工艺，能够实现二者的协同处理，不仅能够有效实现废正极的有价元素的高效浸出，还能够意外地联产得到高性能的碳材料，实现了以废治废，并实现了废物的高价利用。
有益效果
本发明首次报道采用槟榔渣用于废旧正极材料的处理，并进一步发现，对槟榔渣进行碱液表面刻蚀-冷冻干燥联合预处理，能够解决槟榔渣难于有效辅助正极材料浸出回收的问题，能够显著改善正极材料的浸出率，不仅如此，还能够意外地利用酸浸反应特性对自身化学以及物理结构进行调整，从而利于碳化得到高性能的槟榔基碳材料。
本发明一种基于槟榔渣高效绿色回收废旧锂离子电池正极有价金属的方法，所述槟榔渣辅助酸浸体系中有价金属Ni、Co、Mn、Li浸出率可达到99％以上，特别是行业内难于浸出的Mn元素，也可达到98.9～99.8％的浸出率。且联产得到的槟榔基碳材料能够表现出更优的电化学性能，例如，联产得到的碳材料可以在 1C倍率下可发挥出200.0mAh g～1以上的可逆容量。
本发明原料来源广泛、价格低廉，处理过程环保，能够实现资料的有效回用，整个过程同时实现了两种固体废弃物的高值化、无害化处置，达到了以废治废的目的，创新性和优势突出，具有良好的工业化应用前景。
附图说明
图1为实施例1废旧正极粉的XRD图；
图2为实施例1槟榔渣衍生碳材料倍率性能图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于以下实施例。
以下案例中，槟榔渣均为人食用后的固体废弃物，处理前，预先经干燥以及粉碎至200～300目。
采用蓝电测试系统对再生碳材料的性能进行检测。设定电池循环倍率为1C，循环圈数为200圈，测试在室温(30～35℃)下进行。
实施例1：
①剥离：将废旧动力镍钴锰酸锂电池放入2mol/L盐水中进行30h放电处理，将放电后的电池在85℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N～甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：称取槟榔渣置于质量分数为10wt％的氢氧化钠溶液中浸渍10h，然后水洗至中性，利用冷冻干燥对湿润的固体进行干燥，时间为24h；
③酸浸：量取3mol/L的H2SO4溶液500mL加入烧杯中，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，随后加入10g步骤①得到的废旧正极粉(XRD见图1)和 8g步骤②得到的槟榔渣，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为450W，设置超声辅助反应时间为40min搅拌反应后，过滤洗涤得到酸浸液和酸浸渣；
④槟榔渣再利用：取上述酸浸渣2g(本发明中，均指干重)，在机械研磨机中研磨均匀，随后置于坩埚并放入充满氩气的管式炉中，在800℃焙烧3h后，自然冷却降温，冷却后的焙砂先用体积分数50％(v/v)的盐酸在20℃下洗涤4h，过滤后再用体积分数50％(v/v)的氢氟酸在20℃下洗涤4h，最后过滤并用去离子水洗涤数次至滤液pH＝7(洗涤至中性)，干燥后得到槟榔渣衍生碳材料。在0.01～3.0V电压范围内，采用蓝博电化学测量系统测量槟榔渣衍生碳材料的循环和倍率性能；
所得酸浸液中Ni、Co、Mn、Li的浸出率分别为99.85％、99.88％、99.8％和99.87％，所得槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出240mAh g～1的可逆容量。
实施例2：
和实施例1相比，区别主要在于，处理对象为钴酸锂废电池，步骤为：
①剥离：将废旧动力钴酸锂电池放入2mol/L盐水中进行36h放电处理，将放电后的电池在80℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N～甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：称取槟榔渣置于质量分数为10wt％的氢氧化钠溶液中浸渍10h，然后水洗至中性，利用冷冻干燥对湿润的固体进行干燥，时间为24h；
③酸浸：量取4mol/L的H2SO4溶液500mL加入烧杯中，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，随后加入10g步骤①得到的废旧正极粉和8g步骤②得到的槟榔渣，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为 450W，设置超声辅助反应时间为40min搅拌反应后，过滤洗涤得到酸浸液和酸浸渣；
④槟榔渣再利用：取上述酸浸渣2g，在机械研磨机中研磨均匀，随后置于坩埚并放入充满氩气的管式炉中，在700℃焙烧3h后，自然冷却降温，冷却后的焙砂先用体积分数30％(v/v)的盐酸在40℃下洗涤5h，过滤后再用体积分数30％(v/v)的氢氟酸在40℃下洗涤5h，最后过滤并用去离子水洗涤数次至滤液pH＝7，干燥后得到槟榔渣衍生碳材料。在0.01～3.0V电压范围内，采用蓝博电化学测量系统测量槟榔渣衍生碳材料的循环和倍率性能；
所得酸浸液中Co、Li的浸出率分别为98.53％和99.75％，所得槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出238.36mAh g～1的可逆容量。
实施例3：
和实施例1相比，区别主要在于，处理对象为锰酸锂废电池，步骤为：
①剥离：将废旧动力锰酸锂电池放入2mol/L盐水中进行32h放电处理，将放电后的电池在80℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N～甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：称取槟榔渣置于质量分数为10wt％的氢氧化钠溶液中浸渍10h，然后水洗至中性，利用冷冻干燥对湿润的固体进行干燥，时间为24h；
③酸浸：量取2mol/L的H2SO4溶液500mL加入烧杯中，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，随后加入10g步骤①得到的废旧正极粉和8g步骤②得到的槟榔渣，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为 450W，设置超声辅助反应时间为40min搅拌反应后，过滤洗涤得到酸浸液和酸浸渣；
④槟榔渣再利用：取上述酸浸渣2g，在机械研磨机中研磨均匀，随后置于坩埚并放入充满氩气的管式炉中，在850℃焙烧3h后，自然冷却降温，冷却后的焙砂先用体积分数40％(v/v)的盐酸在60℃下洗涤3h，过滤后再用体积分数40％(v/v)的氢氟酸在60℃下洗涤3h，最后过滤并用去离子水洗涤数次至滤液pH＝7，干燥后得到槟榔渣衍生碳材料。在0.01～3.0V电压范围内，采用蓝博电化学测量系统测量槟榔渣衍生碳材料的循环和倍率性能；
所得酸浸液中Mn和Li的浸出率分别为98.54％和99.15％，所得槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出235.87mAh g～1的可逆容量。
实施例4：
①剥离：将废旧动力镍钴锰酸锂电池放入2mol/L盐水中进行30h放电处理，将放电后的电池在80℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N～甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：称取槟榔渣置于质量分数为20wt％的氢氧化钠溶液中浸渍5h，然后水洗至中性，利用冷冻干燥对湿润的固体进行干燥，时间为30h；
③酸浸：量取3mol/L的H2SO4溶液500mL加入烧杯中，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，随后加入10g步骤①得到的废旧正极粉和15g步骤②得到的槟榔渣，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为 450W，设置超声辅助反应时间为40min搅拌反应后，过滤洗涤得到酸浸液和酸浸渣；
④槟榔渣再利用：取上述酸浸渣2g，在机械研磨机中研磨均匀，随后置于坩埚并放入充满氩气的管式炉中，在850℃焙烧3h后，自然冷却降温，冷却后的焙砂先用体积分数50％(v/v)的盐酸在40℃下洗涤5h，过滤后再用体积分数50％(v/v)的氢氟酸在40℃下洗涤5h，最后过滤并用去离子水洗涤数次至滤液pH＝7，干燥后得到槟榔渣衍生碳材料。在0.01～3.0V电压范围内，采用蓝博电化学测量系统测量槟榔渣衍生碳材料的循环和倍率性能；
所得酸浸液中Ni、Co、Mn、Li的浸出率分别为98.25％、97.68％、97.82％和98.87％，所得槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出236.1mAh g～1的可逆容量。
实施例5：
①剥离：将废旧动力镍钴锰酸锂电池放入2mol/L盐水中进行30h放电处理，将放电后的电池在85℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N～甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：称取槟榔渣置于质量分数为15wt％的氢氧化钠溶液中浸渍10h，然后水洗至中性，利用冷冻干燥对湿润的固体进行干燥，时间为24h；
③酸浸：量取3mol/L的H2SO4溶液500mL加入烧杯中，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，随后加入10g步骤①得到的废旧正极粉和8g步骤②得到的槟榔渣，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为 450W，设置超声辅助反应时间为40min搅拌反应后，过滤洗涤得到酸浸液和酸浸渣；
④摈榔渣再利用：取上述酸浸渣2g(本发明中，均指干重)，在机械研磨机中研磨均匀，随后置于坩埚并放入充满氩气的管式炉中，在800℃焙烧3h后，自然冷却降温，冷却后的焙砂先用体积分数50％(v/v)的盐酸在20℃下洗涤4h，过滤后再用体积分数50％(v/v)的氢氟酸在20℃下洗涤4h，最后过滤并用去离子水洗涤数次至滤液pH＝7(洗涤至中性)，干燥后得到槟榔渣衍生碳材料。在0.01～3.0V电压范围内，采用蓝博电化学测量系统测量槟榔渣衍生碳材料的循环和倍率性能；
所得酸浸液中Ni、Co、Mn、Li的浸出率分别为98.27％、98.53％、98.68％和99.65％，所得槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出235mAh g～1的可逆容量。
实施例6：
①剥离：将废旧动力镍钴锰酸锂电池放入2mol/L盐水中进行30h放电处理，将放电后的电池在85℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N～甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：称取槟榔渣置于质量分数为10wt％的氢氧化钠溶液中浸渍10h，然后水洗至中性，利用冷冻干燥对湿润的固体进行干燥，时间为24h；
③酸浸：量取3mol/L的H2SO4溶液500mL加入烧杯中，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，随后加入10g步骤①得到的废旧正极粉和8g步骤②得到的槟榔渣，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为 550W，设置超声辅助反应时间为30min搅拌反应后，过滤洗涤得到酸浸液和酸浸渣；
④摈榔渣再利用：取上述酸浸渣2g(本发明中，均指干重)，在机械研磨机中研磨均匀，随后置于坩埚并放入充满氩气的管式炉中，在800℃焙烧3h后，自然冷却降温，冷却后的焙砂先用体积分数50％(v/v)的盐酸在20℃下洗涤4h，过滤后再用体积分数50％(v/v)的氢氟酸在20℃下洗涤4h，最后过滤并用去离子水洗涤数次至滤液pH＝7(洗涤至中性)，干燥后得到摈榔渣衍生碳材料。在0.01～3.0V电压范围内，采用蓝博电化学测量系统测量槟榔渣衍生碳材料的循环和倍率性能；
所得酸浸液中Ni、Co、Mn、Li的浸出率分别为98.85％、98.52％、98.36％和99.15％，所得摈榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出231.39mAh g～1的可逆容量。
对比例1：
和实施例1相比，区别仅在于：将槟榔渣换为菠菜粉。此条件下得到的酸浸液，Ni、Co、Mn、Li浸出率分别为92.8％、90.6％、88.7％和94.5％。得到的碳材料在1C的倍率下的可逆容量为182.4mAh g～1。
对比例2：
和实施例1相比，区别仅在于：将槟榔渣换为木屑。此条件下得到的酸浸液， Ni、Co、Mn、Li浸出率分别为91.8％、88.5％、89.5％和93.2％。得到的碳材料在1C的倍率下的可逆容量为179.3mAh g～1。
对比例3：
其它条件和步骤均与实施例1一致，不同之处在于：将槟榔渣换成纤维素、木质素和半纤维素的混合粉末，其比例按照槟榔渣里面含有的三素的比例。此条件下得到的酸浸液，Ni、Co、Mn、Li浸出率仅为94.24％、93.57％、92.38％和 97.28％。得到的碳材料在1C的倍率下的可逆容量为190.38mAh g～1。
对比例4：
其它条件和步骤均与实施例1一致，不同之处在于：不进行步骤②预处理，直接将槟榔渣用于③酸浸中，此条件下得到的酸浸液，Ni、Co、Mn、Li浸出率分别为73.5％、75.3％、72.68％和78.36％。得到的碳材料在1C的倍率下的可逆容量为162.84mAh g～1。
对比例5：
其它条件和步骤均与实施例1一致，不同之处在于：步骤②中，浸渍过程中不添加碱，而只是水。此条件下得到的酸浸液，Ni、Co、Mn、Li浸出率分别为74.36％、73.68％、72.35％和79.24％。得到的碳材料在1C的倍率下的可逆容量为160.58mAh g～1。
对比例6
其它条件和步骤均与实施例1一致，不同之处在于：步骤②中，浸渍过程中为3M的HCl溶液。此条件下得到的酸浸液，Ni、Co、Mn、Li浸出率分别为60.34％、 59.67％、56.82％和62.37％。得到的碳材料在1C的倍率下的可逆容量为 150.67mAh g～1。
对比例7：
其它条件和步骤均与实施例1一致，不同之处在于：将冷冻干燥换为鼓风干燥，此条件下得到的酸浸液，Ni、Co、Mn、Li浸出率分别为90.48％、90.36％、 88.57％和92.21％。得到的碳材料在1C的倍率下的可逆容量为181.17mAh g～1。

Claims (10)

1.一种利用槟榔渣回收废旧锂离子电池正极的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：预处理
将槟榔渣置于碱液中进行表面处理，随后经水洗、冷冻干燥处理，得到预处理槟榔渣；
步骤(2)：辅助酸浸
将废旧正极材料、预处理槟榔渣进行酸浸处理，固液分离，得到酸浸渣和富集有有价金属的浸出液。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的碱液为碱金属氢氧化物的水溶液；
优选地，碱液中，碱金属氢氧化物的质量浓度为1～20％；
优选地，表面处理过程的时间为5～20h；
优选地，水洗至中性。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的正极材料中含有镍、钴、锰中的至少一种金属的锂化合物；
优选地，所述的废旧正极材料中，含有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴猛三元中的至少一种。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的正极材料通过废旧锂离子电池经拆解得到正极、再经剥离得到。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的废旧正极材料、预处理槟榔渣的重量比为1：0.5～1.5。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，酸浸过程的酸液为无机强酸的水溶液；
优选地，无机强酸为HCl、硫酸、硝酸中的至少一种。
7.如权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，将酸浸渣在保护气氛下进行焙烧处理，制得槟榔基碳材料。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，焙烧的温度为600～900℃；
优选地，焙烧的时间为3～6h；
优选地，将焙烧后的产物经酸洗、水洗至中性后再经干燥处理，制得槟榔基碳材料。
9.一种权利要求7～8任一项所述的制备方法制得的碳材料的应用，其特征在于，将其用于制备锂离子电池；
优选地，将其用于制备锂离子电池的负极。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包含权利要求7～8任一项所述的制备方法制得的碳材料；
优选地，其正极和/或负极中添加有所述的碳材料。
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