CN111285365B - 一种锂离子电池生产过程废负极石墨材料回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池生产过程废负极石墨材料回收利用方法，包括如下步骤：步骤一、从锂离子废负极片拆解出负极石墨材料并筛选；步骤二、将负极石墨材料放入气流粉碎机中粉碎成石墨粉末；步骤三、对石墨粉末进行球形化高温处理；步骤四、将步骤三的石墨粉末进行筛分处理，筛出的石墨粉料为负极材料，本发明简化了锂离子电池生产过程废负极石墨材料回收利用工艺，缩短了工艺周期，有效提高生产效率，使负极材料内部及表面得到了改性，提高了石墨的利用率。

Description

一种锂离子电池生产过程废负极石墨材料回收利用方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池回收利用技术领域，尤指一种锂离子电池生产过程废负极石墨材料回收利用方法。
背景技术
锂离子二次电池以其电压高、重量轻、安全性能好、无记忆效应、循环寿命长和无环境污染等优点而获得广泛应用。随着锂离子电池产业的发展，每年会有大量的报废电池产出，而负极石墨材料的制造工艺反应耗能高、设备要求严苛、生产周期长，且石墨资源有限，造成石墨材料供不应求的局面。
现有的回收负极石墨材料工艺一般为基本筛选-粉碎-球形处理-提纯处理-筛分，在提纯处理工序中，需要酸洗、水洗以及烘干，处理步骤多，周期长，成本高，无法继续满足现有企业的生产需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种工艺简单，制作周期短的锂离子电池生产过程废负极石墨材料回收利用方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案是:一种锂离子电池生产过程废负极石墨材料回收利用方法，包括如下步骤：
步骤一、从锂离子电池生产过程产生的废负极废片拆解出负极石墨材料并筛选；
步骤二、将负极石墨材料放入气流粉碎机中粉碎成石墨粉末；
步骤三、对石墨粉末进行球形化高温处理；
步骤四、将步骤三的石墨粉末进行筛分处理，筛出的石墨粉料为负极材料。
优选地，在步骤三中，球形化高温处理时间为30-40分钟。
优选地，在步骤三中，球形化高温处理的温度为280-350℃。
优选地，在步骤二中，石墨粉末的中位径为14±2.0μm。
优选地，所述负极石墨材料为人造石墨材料、天然石墨材料或复合石墨材料。
优选地，在步骤二中，负极石墨材料放置在气流粉碎机的粉碎腔室内，压缩空气经过滤干燥后，通过拉瓦尔喷嘴高速喷射入粉碎腔室，在多股高压气流的交汇点处负极石墨材料被反复碰撞、磨擦、剪切而粉碎，粉碎后的负极石墨材料在风机抽力作用下随上升气流运动至分级区，在高速旋转的分级涡轮产生的强大离心力作用下，使粗细负极石墨材料分离，符合粒度要求的石墨粉末料通过分级轮进入旋风分离器和除尘器收集，粗石墨粉末下降至粉碎区继续粉碎。
本发明的有益效果在于：本发明简化了负极石墨材料回收利用工艺流程，缩短了工艺周期，有效提高生产效率，使负极材料内部及表面得到了改性，提高了石墨的利用率，石墨粉末经球形化高温处理一段时间，有效去除了表面的胶体，同时利用整形机分级抽走表面的微分，通过高温将挥发物蒸发去除，使石墨粉末达到锂离子负极材料使用要求，无需再进行提纯处理，大大减少了整个工艺的处理时间。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是石墨扫描电镜图之一。
图3是石墨扫描电镜图之二。
图4是容量测试一的数据图。
图5是容量测试二的数据图。
具体实施方式
请参阅图1-3所示，本发明关于一种锂离子电池生产过程废负极石墨材料回收利用方法，包括如下步骤：
步骤一、从锂离子负极废片拆解出负极石墨材料并筛选；
步骤二、将负极石墨材料放入气流粉碎机中粉碎成中位径为14±2.0μm的石墨粉末；
负极石墨材料放置在气流粉碎机的粉碎腔室内，压缩空气经过滤干燥后，通过拉瓦尔喷嘴高速喷射入粉碎腔室，在多股高压气流的交汇点处负极石墨材料被反复碰撞、磨擦、剪切而粉碎，粉碎后的负极石墨材料在风机抽力作用下随上升气流运动至分级区，在高速旋转的分级涡轮产生的强大离心力作用下，使粗细负极石墨材料分离，符合粒度要求的石墨粉末料通过分级轮进入旋风分离器和除尘器收集，粗石墨颗粒下降至粉碎区继续粉碎。
步骤三、对石墨粉末进行球形化30分钟的高温处理，去除表面附着的胶体，同时整形机分级抽走表面的微分，再在300℃的温度下将挥发物蒸发去除；
步骤四、将步骤三的石墨粉末进行筛分处理，筛出的石墨粉料为负极材料。
优选地，所述负极石墨材料为人造石墨材料、天然石墨材料或复合石墨材料。
本发明制得的石墨粉末的技术指标：
固定碳含量(％)：≥99.50 (BT-9300S百特激光粒度分析仪)
粒径分布(μm)：D50＝14.0±2.0(BT-9300S百特激光粒度分析仪)
振实密度(g/cm3)：≥0.90(FZS-4B型自动振实密度仪北京钢铁研究总院)
比表面积(m2/g)：≤5.0(动态氮吸附比表面测定仪精微高博JW-DX型)
水分(％)：≤0.20 (GB/T 3521-2008恒温干燥箱110度至恒重)
放电容量(mAh/g)：＞340 (0.2C/Half cell test)
首次放电效率(％)：≥90 (0.2C/Half cell test)
由上述技术指标以及图4和图5可知，利用本发明回收制得的石墨粉末固定碳含量在99.50％以上，放电容量在340mAh/g以上，首次放电效率在90％以上，符合锂离子电池的负极材料使用要求。
本发明简化了锂离子电池生产过程废负极石墨材料的回收利用工艺，通过增加球形化高温处理的时间，有效去除石墨材料上的杂质，缩短了整个工艺周期，大大提高了生产效率，提高了石墨材料的回收利用，而且无需使用化学溶剂酸洗，减少对环境的污染，
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种锂离子电池生产过程废负极石墨材料回收利用方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、从锂离子电池生产过程产生的废负极废片拆解出负极石墨材料并筛选；
步骤二、将负极石墨材料放入气流粉碎机中粉碎成石墨粉末；
步骤三、对石墨粉末进行球形化高温处理；
步骤四、将步骤三的石墨粉末进行筛分处理，筛出的石墨粉料为负极材料；
在步骤三中，球形化高温处理时间为30-40分钟；
在步骤三中，球形化高温处理的温度为280-300℃；
在步骤二中，石墨粉末的中位径为14±2.0μm；
所述负极石墨材料为人造石墨材料、天然石墨材料或复合石墨材料；
在步骤二中，负极石墨材料放置在气流粉碎机的粉碎腔室内，压缩空气经过滤干燥后，通过拉瓦尔喷嘴高速喷射入粉碎腔室，在多股高压气流的交汇点处负极石墨材料被反复碰撞、磨擦、剪切而粉碎，粉碎后的负极石墨材料在风机抽力作用下随上升气流运动至分级区，在高速旋转的分级涡轮产生的强大离心力作用下，使粗细负极石墨材料分离，符合粒度要求的石墨粉末料通过分级轮进入旋风分离器和除尘器收集，粗石墨粉末下降至粉碎区继续粉碎。
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