CN112551501A - 废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法 - Google Patents
废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112551501A CN112551501A CN202011451019.XA CN202011451019A CN112551501A CN 112551501 A CN112551501 A CN 112551501A CN 202011451019 A CN202011451019 A CN 202011451019A CN 112551501 A CN112551501 A CN 112551501A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- iron phosphate
- lithium iron
- graphene
- powder
- 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.)
- Pending
Links
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 111
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000010926 waste battery Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 49
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 18
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 10
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 4
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical group [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 3
- YVIGPQSYEAOLAD-UHFFFAOYSA-L disodium;dodecyl phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].CCCCCCCCCCCCOP([O-])([O-])=O YVIGPQSYEAOLAD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 14
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 10
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- PVGBHEUCHKGFQP-UHFFFAOYSA-N sodium;n-[5-amino-2-(4-aminophenyl)sulfonylphenyl]sulfonylacetamide Chemical compound [Na+].CC(=O)NS(=O)(=O)C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 PVGBHEUCHKGFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/45—Phosphates containing plural metal, or metal and ammonium
-
- 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
- H01M10/54—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
- 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
- H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，属于磷酸铁锂电池技术领域，该方法从废旧磷酸铁锂电池中分离回收正极片，从正极片中破碎风选回收磷酸铁锂，在磷酸铁锂中加入锂源后得到磷酸铁锂粉料，磷酸铁锂粉料再与分散剂、石墨烯共混后烧结，制备得到石墨烯基磷酸铁锂材料。本发明提供的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，相较于传统方法，能够有效对废旧电池进行回收利用，降低原料成本，降低环境压力，且所得石墨烯基磷酸铁锂材料导电性好，倍率充放电性能优异。
Description
技术领域
本发明属于磷酸铁锂电池技术领域，具体涉及一种从废旧磷酸铁锂电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法。
背景技术
磷酸铁锂可作为锂离子电池的正极材料，磷酸铁锂具有资源丰富、成本低的优势，其制成的锂离子电池的充放电循环结构稳定、安全性好，无毒性对环境友好。磷酸铁锂电池因其优异性能，目前已在电动汽车、储能电站、电子通讯等诸多领域被广泛地应用。目前磷酸铁锂电池的使用年限在3-5年，被广泛使用的磷酸铁锂电池势必也会产生大量的废旧电池，这些退役的磷酸铁锂电池需要安全、绿色、高效的回收，其回收具有极大的回收和经济价值。如申请号为201510845201.6的中国发明专利，公开了一种废旧锂离子动力电池无害化综合回收利用方法，该方法将锂电池包拆解分选后，进行电池放电、破碎拆解，再通过加热炉进行热处理，得到正负极片，分开后分别打粉，再对得到的磷酸铁锂正极粉进行修复，实现循环利用。但是目前对于磷酸锂电电池的回收，只是将磷酸铁锂电池拆解回收后再修复成磷酸铁锂材料，或提炼成碳酸锂等原料，缺乏对废旧电池开展高附加值的深度回收。
石墨烯作为一种新型材料，自从问世以来，就由于其高强度、高韧性、高导电性和润滑性好的特点，广泛应用于能源、催化、化工等各个领域。石墨烯和磷酸铁锂电池复合，可提高材料的导电性，因而成为研究机构和企业研究开发的热点方向。如申请号为201711064492.0的中国发明专利，公开了一种石墨烯基磷酸铁锂复合材料，通过将锂源、磷源、铁源、石墨、插层剂与水混合，制备石墨烯浆料，水热后得到水凝胶，还原气氛下烧结得到石墨烯基磷酸铁锂复合材料，提高材料的电化学性能。再如申请号为201811603003.9的中国发明专利，公开了一种低成本高倍率的石墨烯基磷酸铁锂极片及制备方法，该方法将磷酸铁锂和聚偏氟乙烯干混后，加入到湿混后石墨烯导电浆料中，再进行高速分散，得到正极浆料再涂覆到铝箔上，得到石墨烯基的磷酸铁锂正极片，明显提升了材料的倍率性能。上述方法将石墨烯应用于制备磷酸铁锂电池复合，但并未有效回收利用废旧磷酸铁锂电池。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种从废旧磷酸铁锂电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，包括以下步骤：
步骤1、将废旧的磷酸铁锂电池放电，破碎拆解后得到正极片和负极片；
步骤2、将正极片和负极片分别进行破碎风选，从正极片中得到铝粉和磷酸铁锂，从负极片中得到铜粉和石墨粉；
步骤3、将磷酸铁锂在真空环境下通入惰性气体进行热处理，得到磷酸铁锂粉料；
步骤4、将磷酸铁锂粉料质量3-10％的锂源加入到磷酸铁锂粉料中，混合后得到干粉；
步骤5、将干粉，以及干粉质量1-5％的分散剂和干粉质量1-3％的石墨烯粉体加入到N-甲基吡咯烷酮中，搅拌均匀后得到混合浆料；
步骤6、将混合浆料中的溶剂蒸发，再于惰性气氛中烧结，冷却，得到石墨烯基磷酸铁锂。
本发明的有益效果在于：本发明提供的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，从废旧磷酸铁锂电池中回收磷酸铁锂，再与石墨烯共同用于制备石墨烯基磷酸铁锂材料，相较于传统方法，能够有效对废旧电池进行回收利用，降低原料成本，降低环境压力，且所得石墨烯基磷酸铁锂材料导电性好，倍率充放电性能优异。
附图说明
图1所示为本发明具体实施方式的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法的流程图；
图2所示为本发明具体实施方式的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法制备得到的石墨烯基磷酸铁锂制成的纽扣电池的倍率电化学性能测试图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1所示，本发明的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，包括以下步骤：
步骤1、将废旧的磷酸铁锂电池放电，破碎拆解后得到正极片和负极片和包装材料；
步骤2、将步骤1所得正极片和负极片分别进行破碎风选，从正极片中得到铝粉和磷酸铁锂，从负极片中得到铜粉和石墨粉；
步骤3、将步骤2所得磷酸铁锂在真空环境下通入惰性气体进行热处理，得到磷酸铁锂粉料；
步骤4、将步骤3所得磷酸铁锂粉料质量3-10％的锂源加入到步骤3所得磷酸铁锂粉料中，混合后得到干粉；
步骤5、将步骤4所得干粉，以及干粉质量1-5％的分散剂和干粉质量1-3％的石墨烯粉体加入到N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，搅拌均匀后得到混合浆料；
步骤6、将步骤5所得混合浆料中的溶剂蒸发，再于惰性气氛中烧结，冷却至室温后，得到石墨烯基磷酸铁锂。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，从废旧磷酸铁锂电池中回收磷酸铁锂，加入锂源补充了回收的磷酸铁锂材料中缺失锂的问题，再与石墨烯共同用于制备石墨烯基磷酸铁锂材料，相较于传统方法，能够有效对废旧电池进行回收利用，降低原料成本，降低环境压力，且再与石墨烯共同制备所得石墨烯基磷酸铁锂材料时通过添加适当的分散剂，能够将石墨烯基材料均匀的分散，避免团聚，进而得到的石墨烯基磷酸铁锂材料制成的电池具有更好的导电性和倍率充放电性能。
进一步的，所述步骤1拆解在氮气保护条件下进行。
进一步的，所述步骤1中将废旧的磷酸铁锂电池放电至2.0V以下。
从上述描述可知，通常要放电至0.5V以下才可进行拆解，通过在氮气保护条件下进行拆解，可只放电至2.0V以下。
进一步的，所述步骤3中热处理的温度为400-600℃，时间为5-10h。
进一步的，所述步骤3中惰性气体为氩气或氮气。
进一步的，所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂或磷酸锂。
进一步的，所述分散剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸盐或十二烷基磷酸钠。
进一步的，所述步骤5中搅拌的速度为50-500r/min。
进一步的，所述步骤6中将步骤5所得混合浆料升温至200℃保温3-10h，收集蒸发的溶剂。
进一步的，所述步骤6中烧结的温度为700℃，时间为2-5h。
实施例1：
从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，包括以下步骤：
步骤1、将废旧的磷酸铁锂电池放电，然后放入破碎机中破碎拆解，得到正极片、负极片、隔膜和包装材料；隔膜和包装材料经风选和洗涤后可再次作为隔膜和包装材料使用；
步骤2、将步骤1所得正极片和负极片分别进行破碎风选，从正极片中得到铝粉和磷酸铁锂，从负极片中得到铜粉和石墨粉；
步骤3、将步骤2所得磷酸铁锂放入真空管式炉中，通入氩气，在氩气气氛下加热至400℃，保温10h，得到磷酸铁锂粉料；
步骤4、将步骤3所得磷酸铁锂粉料质量10％的碳酸锂加入到步骤3所得磷酸铁锂粉料中，混合后得到干粉；
步骤5、将步骤4所得干粉，以及干粉质量5％的羧甲基纤维素和干粉质量2％的石墨烯粉体加入到NMP中，500r/min搅拌均匀后得到混合浆料；
步骤6、将步骤5所得混合浆料升温至200℃保温5h，收集蒸发的溶剂，再于氩气气氛中于700℃烧结4h，冷却至室温后，得到石墨烯基磷酸铁锂。
将实施例1所得石墨烯基磷酸铁锂材料组装成纽扣电池，与普通磷酸铁锂制成的相同规格的纽扣电池的倍率性能进行测试，结果见图2所示，可以看出本发明制备得到的石墨烯基磷酸铁锂材料用于制备电池后，在大倍率(5C、10C电流)下充放电，容量更高，材料的倍率性能显著提升。
实施例2：
从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，包括以下步骤：
步骤1、将废旧的磷酸铁锂电池放电，然后放入破碎机中破碎拆解，得到正极片、负极片、隔膜和包装材料；隔膜和包装材料经风选和洗涤后可再次作为隔膜和包装材料使用；
步骤2、将步骤1所得正极片和负极片分别进行破碎风选，从正极片中得到铝粉和磷酸铁锂，从负极片中得到铜粉和石墨粉；
步骤3、将步骤2所得磷酸铁锂放入真空管式炉中，通入氮气，在氮气气氛下加热至500℃，保温8h，得到磷酸铁锂粉料；
步骤4、将步骤3所得磷酸铁锂粉料质量7％的氢氧化锂加入到步骤3所得磷酸铁锂粉料中，混合后得到干粉；
步骤5、将步骤4所得干粉，以及干粉质量3％的聚丙烯酸盐和干粉质量3％的石墨烯粉体加入到NMP中，50r/min搅拌均匀后得到混合浆料；
步骤6、将步骤5所得混合浆料升温至200℃保温10h，收集蒸发的溶剂，再于氮气气氛中于700℃烧结5h，冷却至室温后，得到石墨烯基磷酸铁锂。
实施例3：
从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，包括以下步骤：
步骤1、将废旧的磷酸铁锂电池放电，然后放入破碎机中破碎拆解，得到正极片、负极片、隔膜和包装材料；隔膜和包装材料经风选和洗涤后可再次作为隔膜和包装材料使用；
步骤2、将步骤1所得正极片和负极片分别进行破碎风选，从正极片中得到铝粉和磷酸铁锂，从负极片中得到铜粉和石墨粉；
步骤3、将步骤2所得磷酸铁锂放入真空管式炉中，通入氩气，在氩气气氛下加热至600℃，保温5h，得到磷酸铁锂粉料；
步骤4、将步骤3所得磷酸铁锂粉料质量3％的磷酸锂加入到步骤3所得磷酸铁锂粉料中，混合后得到干粉；
步骤5、将步骤4所得干粉，以及干粉质量1％的十二烷基磷酸钠和干粉质量1％的石墨烯粉体加入到NMP中，300r/min搅拌均匀后得到混合浆料；
步骤6、将步骤5所得混合浆料升温至200℃保温3h，收集蒸发的溶剂，再于氩气气氛中于700℃烧结2h，冷却至室温后，得到石墨烯基磷酸铁锂。
综上所述，本发明提供的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，从废旧磷酸铁锂电池中回收磷酸铁锂，加入锂源补充了回收的磷酸铁锂材料中缺失锂的问题，再与石墨烯共同用于制备石墨烯基磷酸铁锂材料，相较于传统方法，能够有效对废旧电池进行回收利用，降低原料成本，降低环境压力，且再与石墨烯共同制备所得石墨烯基磷酸铁锂材料时通过添加适当的分散剂，能够将石墨烯基材料均匀的分散，避免团聚，进而得到的石墨烯基磷酸铁锂材料制成的电池具有更好的导电性和倍率充放电性能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将废旧的磷酸铁锂电池放电，破碎拆解后得到正极片和负极片；
步骤2、将正极片和负极片分别进行破碎风选，从正极片中得到铝粉和磷酸铁锂，从负极片中得到铜粉和石墨粉；
步骤3、将磷酸铁锂在真空环境下通入惰性气体进行热处理，得到磷酸铁锂粉料；
步骤4、将磷酸铁锂粉料质量3-10％的锂源加入到磷酸铁锂粉料中，混合后得到干粉；
步骤5、将干粉，以及干粉质量1-5％的分散剂和干粉质量1-3％的石墨烯粉体加入到N-甲基吡咯烷酮中，搅拌均匀后得到混合浆料；
步骤6、将混合浆料中的溶剂蒸发，再于惰性气氛中烧结，冷却，得到石墨烯基磷酸铁锂。
2.根据权利要求1所述的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，其特征在于，所述步骤1中将废旧的磷酸铁锂电池放电至2.0V以下。
3.根据权利要求1所述的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，其特征在于，所述步骤3中热处理的温度为400-600℃，时间为5-10h。
4.根据权利要求1所述的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，其特征在于，所述步骤3中惰性气体为氩气或氮气。
5.根据权利要求1所述的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，其特征在于，所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂或磷酸锂。
6.根据权利要求1所述的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，其特征在于，所述分散剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸盐或十二烷基磷酸钠。
7.根据权利要求1所述的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，其特征在于，所述步骤5中搅拌的速度为50-500r/min。
8.根据权利要求1所述的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，其特征在于，所述步骤6中将混合浆料升温至200℃保温3-10h，收集蒸发的溶剂。
9.根据权利要求1所述的从废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法，其特征在于，所述步骤6中烧结的温度为700℃，时间为2-5h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011451019.XA CN112551501A (zh) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | 废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011451019.XA CN112551501A (zh) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | 废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112551501A true CN112551501A (zh) | 2021-03-26 |
Family
ID=75061808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011451019.XA Pending CN112551501A (zh) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | 废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112551501A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105428745A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-03-23 | 湖南省正源储能材料与器件研究所 | 一种废旧锂离子动力电池无害化综合回收利用方法 |
| WO2017032144A1 (zh) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 田东 | 一种磷酸铁锂正极浆料的制备方法 |
| CN107919475A (zh) * | 2016-10-09 | 2018-04-17 | 上海中聚佳华电池科技有限公司 | 一种石墨烯改性的锂离子电池正极材料及制备方法和应用 |
| CN110444741A (zh) * | 2018-05-02 | 2019-11-12 | 哈尔滨工业大学 | 石墨烯修饰磷酸铁锂量子点复合材料及其制备方法和用途 |
| CN111261835A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-09 | 广西卓能新能源科技有限公司 | 一种磷酸铁锂正极片及包含该正极片的环保型耐低温锂电池 |
| CN111675203A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-09-18 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种从废旧磷酸铁锂电池中回收锂的方法、以及回收锂和磷酸铁的方法 |
-
2020
- 2020-12-10 CN CN202011451019.XA patent/CN112551501A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017032144A1 (zh) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 田东 | 一种磷酸铁锂正极浆料的制备方法 |
| CN105428745A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-03-23 | 湖南省正源储能材料与器件研究所 | 一种废旧锂离子动力电池无害化综合回收利用方法 |
| CN107919475A (zh) * | 2016-10-09 | 2018-04-17 | 上海中聚佳华电池科技有限公司 | 一种石墨烯改性的锂离子电池正极材料及制备方法和应用 |
| CN110444741A (zh) * | 2018-05-02 | 2019-11-12 | 哈尔滨工业大学 | 石墨烯修饰磷酸铁锂量子点复合材料及其制备方法和用途 |
| CN111261835A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-09 | 广西卓能新能源科技有限公司 | 一种磷酸铁锂正极片及包含该正极片的环保型耐低温锂电池 |
| CN111675203A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-09-18 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种从废旧磷酸铁锂电池中回收锂的方法、以及回收锂和磷酸铁的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈铭: "《汽车产品的回收利用》", 31 January 2017, 上海交通大学出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105428745B (zh) | 一种废旧锂离子动力电池无害化综合回收利用方法 | |
| CN104617299A (zh) | 一种新型二次电池正极硫硒二元材料及制备方法 | |
| CN110759341B (zh) | 基于铝-石墨双离子电池回收再利用石墨材料的方法 | |
| CN103647043A (zh) | 一种锂离子二次电池负极材料的制备方法 | |
| CN104600296A (zh) | 一种锂硒电池Se-C正极复合材料的制备方法 | |
| CN103346294A (zh) | 人造石墨负极材料的制备方法 | |
| CN111994891A (zh) | 一种磷酸铁锂正极材料的回收利用方法 | |
| CN111348646A (zh) | 一种降低石墨负极材料石墨化成本的制备方法 | |
| CN104577079A (zh) | 一种锡碳复合负极材料的制备方法 | |
| CN103730631B (zh) | 一种锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
| CN110838577A (zh) | 用于固态电池的硫基正极活性材料及其制备方法和应用 | |
| CN102891292A (zh) | 一种锂硫电池正极复合材料的制备方法 | |
| CN106252625B (zh) | 一种ev用锂离子电池石墨负极材料的制备方法 | |
| CN108565431B (zh) | 一种以魔芋粉为碳源制备锂离子电池硅-碳复合负极材料的方法 | |
| CN112551501A (zh) | 废旧电池中回收制备石墨烯基磷酸铁锂的方法 | |
| WO2023040010A1 (zh) | 一种废旧锂离子电池正极材料的修复方法 | |
| CN108321452A (zh) | 一种直接回收利用磷酸铁锂电池正极材料的方法 | |
| CN106981645A (zh) | 改性磷酸铁锂正极材料及其制备方法 | |
| CN111293297A (zh) | 一种碳包覆MoSe2/黑磷复合材料及其制备方法 | |
| CN101582504B (zh) | 一种用于锂离子电池的硅硫铁锂电极材料及其制备方法 | |
| CN110739454A (zh) | 一种负极材料及其制备方法 | |
| CN115626623B (zh) | 一种碳复合磷酸钛钠水系钠电纳米负极材料的制备方法及其电池 | |
| CN111564656A (zh) | 一种锂聚合物电池及其制备方法 | |
| CN115259130B (zh) | 一种磷酸铁锂回收料的再生方法及碳包覆磷酸铁锂材料 | |
| CN108682859A (zh) | 一种石墨烯改性锂离子电池负极材料的制备方法 |
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 | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220606 Address after: 366000 No.21, Shuidong Park, Gongchuan Town, Yong'an City, Sanming City, Fujian Province Applicant after: Fujian Yong'an Yongqing graphene Research Institute Co.,Ltd. Applicant after: Fujian Huaxingda New Material Co.,Ltd. Address before: 366000 No.21, Shuidong Park, Gongchuan Town, Yong'an City, Sanming City, Fujian Province Applicant before: Fujian Yong'an Yongqing graphene Research Institute Co.,Ltd. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210326 |