[发明专利]一种废旧锂离子电池负极片的回收方法

说明书

本发明公开了一种废旧锂离子电池负极片的回收方法，包括以下步骤：1)取废旧锂离子电池负极片置于乙醇溶液中浸渍或搅拌，使金属箔和浆料分离；2)所得浆料干燥得到石墨粉；3)所得石墨粉与硫酸溶液反应，过滤，分别收集滤液和滤渣；4)所得滤渣经高温烧结得到氧化石墨；5)所得氧化石墨与二价铁盐按100：3‑30的质量比混匀后再在保护气氛条件下于500‑800℃烧结3‑9h，得到Fe/Fe₃O₄/C复合材料。本发明所述方法成本低且工艺简单，可实现负极片中金属箔、少量锂和大量石墨粉的完全分离，由该方法所得的Fe/Fe₃O₄/C复合材料再次应用于锂离子电池负极时，可获得较高的初始放电比容量并具有较好的保持率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池的回收，具体涉及一种废旧锂离子电池负极片的回收方法。

背景技术

锂离子电池已广泛应用于平板电脑、智能手机、电动车和混合电动汽车等领域。锂离子电池都有一定的使用寿命，一般约为3-5年。随着锂离子电池的市场需求和销售量的不断增加，大量的废旧锂离子电池随之产生。废旧锂离子电池中的电解液和铜、镍等重金属物质经泄露后会渗入垃圾、土壤中，会对地表水、地下水、土壤和生态环境造成严重污染，危害人类健康。另一方面，废旧锂离子电池中含有大量稀贵金属如镍、钴、锰、锂等，需加以回收利用。因此，废弃锂离子电池的回收利用成为迫在眉睫的问题。

由于有价金属镍、钴、锰、锂等主要集中在废旧锂离子电池的正极材料中，现有的回收技术主要针对废旧锂离子电池的正极材料进行回收，而废旧锂离子电池负极材料的回收技术基本为空白。仅有少量的文献报道用浮选的方法回收废旧锂离子电池的负极石墨，但该法所得石墨纯度不高，需添加大量的浮选剂；除此之外，也有通过将废旧的负极石墨制备成石墨烯的回收方法，但这种方法不仅操作过程复杂，还需要大量的氧化剂，更关键的是大量氧化剂的使用会导致大量的污染和资源的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低且工艺简单的废旧锂离子电池负极片的回收方法，由该方法可回收得到Fe/Fe₃O₄/C复合材料，该复合材料再次应用于锂离子电池负极时，仍然能够获得较高的初始放电比容量并具有较好的保持率。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种废旧锂离子电池负极片的回收方法，包括以下步骤：

1)取废旧锂离子电池负极片置于乙醇溶液中浸渍或搅拌，直至金属箔上的负极材料完全脱落于溶液中，分别收集金属箔和浆料；

2)所得浆料干燥，得到石墨粉；

3)所得石墨粉与硫酸溶液混合，先于不加热条件下反应，然后再升温至50-90℃反应，反应所得物料过滤，分别收集滤液和滤渣，其中滤液为含锂的溶液；

4)所得滤渣于高温条件下烧结，得到氧化石墨；

5)所得氧化石墨与二价铁盐按100：3-30的质量比混合均匀，所得物料在保护气氛条件下于500-800℃烧结3-9h，得到Fe/Fe₃O₄/C复合材料。

本发明所述方法中所述的废旧锂离子电池负极片采用现有常规方法获得，通常需要先对废旧锂离子电池进行放电，然后拆解，再收集负极片。本申请中涉及的负极片包括金属箔及其上涂覆的负极材料。

本发明所述方法的步骤1)中，采用乙醇溶液对负极片进行浸渍或搅拌以使金属箔上的负极材料充分脱落于乙醇溶液中，以方便后续金属箔与负极材料的分离。所述的乙醇溶液可以是体积百分数≥5％的乙醇溶液，优选为体积百分数为20-100％的乙醇溶液。所述乙醇溶液的用量通常为能够浸没负极片为宜。申请人的实验结果表明，使金属箔上的负极材料完全脱落于溶液中所需的时间通常为5-60min。