[发明专利]一种在回收废旧锂电池负极过程中防止杂质金属析出的方法

说明书

本发明公开了一种在回收废旧锂电池负极过程中防止杂质金属析出的方法。其包括如下步骤：1、将废旧锂电池负极粉碎筛分；2、筛下物用含高氯酸、硝酸和高锰酸钾的混合液浸泡，洗涤并通入二氧化碳和氧气混合气体，过滤洗涤烘干后，放入浓硫酸中浸泡，洗涤并通入二氧化碳和氧气混合气体，过滤洗涤烘干；3、将筛上物与步骤2产物混合；4、将混合物与铁氧化物在一氧化碳和氮气的混合气体下高温反应，得到多孔石墨负载零价铁‑铜双金属。本发明通过破碎筛分、酸洗氧化沉降处理耦合碳热还原反应的方法回收废旧锂电池负极，使得不含杂质金属锂、镍、钴、锰、铅，并构建出高分散性、电子传递能力和反应活性的产品，实现以废治废。

技术领域

本发明涉及一种回收废旧锂电池的方法，尤其涉及一种在回收废旧锂电池负极过程中防止杂质金属析出的方法。

背景技术

锂电池(LIBs)已被用于生活中的很多方面，LIBs相关产品的快速更新换代导致了庞大数量的废旧LIBs产生，如果不能对废旧LIBs进行有效的回收处理，会造成资源和能源的浪费，也会引起一系列的环境问题。废旧LIBs的回收主要集中于回收其中的金属材料，优质的负极石墨回收利用的很少，大部分在回收金属材料后再次被废弃或作为碳源在金属回收过程中被焚烧，这造成了大量优质石墨资源的浪费。石墨的导电性比常见非金属高一百倍，密度高，电化学性能稳定，能够耐酸性、耐碱性和耐有机溶剂的腐蚀，还具有良好的导热性和可塑性。不过，在锂电池过充时，锂会沉积在负极表面。并且，由于过充以及过充时电解液发生的反应，正极材料会发生溶解，从而会导致镍、钴、锰、铅等通过隔膜，最终沉积在负极表面。申请号为201610879320.8的发明名称为“一种锂电池负极材料回收方法”，公开了一种锂电池负极材料的回收方法，将负极片粉碎后放入带筛分功能的高温炉体，得到石墨粉末与细碎铜片，后通过机械搅拌与超声得到纯净铜箔。申请号为201911132255.2的发明名称为“一种从废旧锂电池回收铜粉的方法”，公开了一种从废旧锂电池回收铜粉的方法，将负极片在水中浸泡并干燥得到清洁铜箔，对铜箔氧化处理得到氧化铜粉末，后利用还原气体还原为铜粉。但这些方法得到的石墨粉中含有杂质金属锂、镍、钴、锰等，无法得到高品质的产物，并影响回收产品的后续利用。

申请号为201811069884.0的发明名称为“废旧锂离子电池负极材料的回收方法”，公开了一种废旧锂离子电池负极材料的回收方法，将负极片第一次热处理使粘结剂碳化，第二次热处理使负极粉中的SEI膜分解，得到活化负极粉，酸洗去除活化负极粉中的锂并将酸洗产物进行还原处理,得到负极粉。申请号为202010166434.4的发明名称为“一种废旧锂离子电池负极材料的回收方法”，公开了一种废旧锂离子电池负极材料的回收方法，将废旧锂离子电池负极材料与熔盐混合后进行热处理，热处理后的材料进行水浸处理、固液分离,得到再生负极材料以及水浸液。申请号为201811051656.0的发明名称为“一种废旧锂离子电池负极全组分回收与再生的方法”，公开了一种废旧锂离子电池负极全组分回收与再生的方法，将废旧锂离子电池负极片与水的混合物进行超声处理得到铜箔和石墨分散液，铜箔经干燥后循环再用，石墨分散液与有机酸混合进行酸浸得到石墨和含锂浸出液，石墨经干燥后循环再用，含锂浸出液进行蒸发浓缩后滴加碳酸盐饱和溶液，经沉淀、分离、干燥得到碳酸锂。但是，这些方法会产生有害气体，且不能将杂质金属完全除去。