[发明专利]一种锂金属电池负极回收再利用的方法

说明书

本发明公开了一种锂金属电池负极回收再利用的方法，包含步骤：1)对已循环后的废弃锂电池在真空或保护气氛下进行拆解，取出废弃锂金属；2)通过机械法剥离或清洗方式清除废弃锂金属表面的杂质，之后干燥；3)对干燥后的废弃锂金属进行压缩处理，之后将压缩后的废弃锂金属的清洗和干燥，得到回收的锂金属。该方法简单高效，不仅能够使已循环的锂金属再次利用，同时回收利用的锂金属仍然具有非常高的容量且循环稳定性得到极大的提升，有效抑制了锂枝晶的生长，与初始的锂金属相比具有更加优异的电化学性能。

技术领域

本发明涉及一种锂金属电池负极回收再利用的方法，属于能源材料废弃物回收领域。

背景技术

锂离子电池的成功商用带来了可移动电子设备和电动汽车的飞速发展，目前商品化的锂离子二次电池大多采用石墨负极材料，此类材料的成本较低且循环寿命较长，可以大规模生产。但是，石墨类负极材料的理论容量较低仅有372mAh/g，如此低的电池容量，使得提高锂二次电池的能量密度显得迫在眉睫。金属锂由于具有非常高的理论容量(3860mAh/g)、低的密度(0.534g/cm³)和低的电压窗口(-3.04V vs.标准氢电极)而受到研究人员的关注，锂金属作为锂二次电池中的负极材料时，可以显著的提高电池的能量密度而被称为储能界的“圣杯”。

将金属锂作为负极与其他的正极组成锂-硫或者锂-空气电池有着非常高的能量密度，是下一代锂电池的关键材料。然而，锂金属作为负极材料在循环时会出现很多的问题，主要有：(1)锂金属非常活泼，与电解液接触会立刻在锂金属表面生成一层SEI(固体电解质)膜，在充放电循环过程中，由于锂的不均匀沉积会导致SEI的破裂和再生，从而导致电解液的不断消耗，造成电池效率的下降；(2)在充放电循环过程中，锂金属表面会生成枝晶，枝晶的不断生长会刺破隔膜并与正极接触，造成电池内部短路，甚至是起火和爆炸，有很大的安全隐患；(3)循环过程中，枝晶的断裂造成“死锂”，进一步降低电池的库伦效率和循环寿命。由此可以看出，锂金属的循环寿命是很低的，然而就算已经废弃的锂金属依然有很多具有电化学活性的锂，这些废弃的锂金属不仅处理起来十分困难，同时也会对环境造成危害。

因此，对已循环的锂金属进行回收再利用具有十分重要的意义，不仅可以避免资源的极大浪费，也有利于电池工业的可持续发展。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种锂金属电池负极回收再利用的方法，该方法简单高效，不仅能够使已循环的锂金属再次利用，同时回收利用的锂金属与初始的锂金属相比具有更加优异的电化学性能。

技术方案：本发明提供了一种锂金属电池负极回收再利用的方法，该方法包含以下步骤：

1)对已循环后的废弃锂电池在真空或保护气氛下进行拆解，取出废弃锂金属；

2)通过机械法剥离或清洗方式清除废弃锂金属表面的杂质，之后干燥；

3)对干燥后的废弃锂金属进行压缩处理，之后将压缩后的废弃锂金属的清洗和干燥，得到回收的锂金属。

其中：

步骤1)所述的废弃锂电池为纽扣电池、软包电池或者柔性电池。

步骤1)所述的保护气氛为惰性气体。

所述的惰性气体为Ar气。

步骤2)所述的通过机械法剥离或清洗方式清除废弃锂金属表面的杂质中，机械法为机械打磨、机械刮擦或者高频振荡。

步骤2)所述的通过机械法剥离或清洗方式清除废弃锂金属表面的杂质中，清洗方式是指利用碳酸二甲酯(DMC)或者二甲亚砜(DMSO)有机溶剂进行清洗。

步骤2)所述的之后干燥中，干燥的温度为0～70℃。