全链条一体化处理废旧电池中石墨的方法及石墨回收料与应用与流程

本公开涉及废旧电池回收利用，具体而言，涉及一种全链条一体化处理废旧电池中石墨的方法及石墨回收料与应用。

背景技术：

1、目前钠资源丰富且分布广泛，且钠电池的能量密度和循环寿命与锂离子电池的差距渐渐缩小，并具有高倍率、耐低温以及使用安全的特性，使得许多厂家开始把目标转向钠电池的开发和生产上。

2、但目前钠离子电池所用的负极材料成本较高、储钠容量较低，不利于获得首次放电比容量以及首次库伦效率均较高的钠离子电池。

3、鉴于此，特提出本公开。

技术实现思路

1、本公开的目的包括提供一种全链条一体化处理废旧电池中石墨的方法及石墨回收料与电池，以解决或改善上述技术问题。

2、本公开可这样实现：

3、第一方面，本公开提供一种全链条一体化处理废旧电池中石墨的方法，包括以下步骤：将由废旧电池分离得到的石墨材料进行热处理后得到第一中间石墨材料，对第一中间石墨材料进行微波处理，得到层间距增大的第二中间石墨材料；将第二中间石墨材料进行酸浸处理，得到具有缺陷的第三中间石墨材料；将第三中间石墨材料进行球磨，得到半高宽增大的石墨回收料。

4、在可选的实施方式中，球磨转速为300rpm-1000rpm，球磨时间为20min-60min。

5、在可选的实施方式中，废旧电池包括三元电池、磷酸铁锂电池和钴酸锂电池中的至少一种。

6、在可选的实施方式中，石墨材料的制备包括：将放电处理后的废旧电池进行拆解，分离出正极片和负极片；将负极片进行破碎筛分。

7、在可选的实施方式中，放电处理是将待处理的废旧电池进行盐水浸泡。

8、在可选的实施方式中，盐水包括硫酸钠溶液和氯化钠溶液中的至少一种。

9、在可选的实施方式中，筛分所用的筛网目数为10目-300目。

10、在可选的实施方式中，热处理包括以下特征中的至少一种：

11、特征一：热处理是于惰性气氛中进行；

12、特征二：热处理的温度为300℃-750℃；

13、特征三：热处理的时间为1h-5h；

14、特征四：热处理过程中的升温速率为3℃/min-20℃/min。

15、在可选的实施方式中，微波处理的功率为400w-1500w，和/或，微波处理的时间为15s-40s。

16、在可选的实施方式中，酸浸处理包括以下特征中的至少一种：

17、特征一：所用的酸的浓度为10g/l-300g/l；

18、特征二：所用的酸为硫酸；

19、特征三：酸浸处理的固液比为1g:1ml-1g:10ml；

20、特征四：酸浸处理的温度为40℃-100℃；

21、特征五：酸浸处理的时间为30min-400min。

22、在可选的实施方式中，球磨之前，还包括将第三中间石墨材料进行水洗。

23、在可选的实施方式中，水洗至洗液的ph值≥5。

24、在可选的实施方式中，球磨之前，还包括将水洗后的物料进行干燥。

25、在可选的实施方式中，干燥温度为40℃-200℃，和/或，干燥时间为8h-48h。

26、在可选的实施方式中，球磨的球料比为1:1-6:1。

27、第二方面，本公开提供一种石墨回收料，其经前述实施方式任一项的方法处理得到。

28、在可选的实施方式中，石墨回收料的层间距为0.390mm-0.412mm，和/或，石墨回收料的半高宽为0.293-0.488。

29、第三方面，本公开提供一种前述实施方式的石墨回收料的应用，例如用于制备电池。

30、在可选的实施方式中，电池为钠离子电池。

31、第四方面，本公开提供一种电池，其负极材料包括前述实施方式的石墨回收料。

32、在可选的实施方式中，电池为钠离子电池。

33、本公开的有益效果包括：

34、本公开创造性地提出了一种全链条一体化处理废旧电池中石墨的方法，通过利用微波加热石墨材料，使石墨材料内部层间距和孔径大小发生变化；结合酸浸处理，可形成具有缺陷的石墨；再经球磨处理，不仅能增加石墨材料所具有的缺陷，而且还能使石墨材料的半高宽增大，使石墨结构向类似硬炭结构转变，从而可增钠离子的迁移动力，有利于钠离子的存储和脱出，提高储钠能力。该方法获得的石墨回收料层间距较大、半高宽较宽、储钠容量较高，将其用于制备电池，不仅有利于降低制备成本，而且能够使电池同时具有较高的首次放电比容量以及首次库伦效率。

技术特征：

1.一种全链条一体化处理废旧电池中石墨的方法，其特征在于，包括以下步骤：将由废旧电池分离得到的石墨材料进行热处理后得到第一中间石墨材料，对所述第一中间石墨材料进行微波处理，得到层间距增大的第二中间石墨材料；将所述第二中间石墨材料进行酸浸处理，得到具有缺陷的第三中间石墨材料；将所述第三中间石墨材料进行球磨，得到半高宽增大的石墨回收料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，球磨转速为300rpm-1000rpm，球磨时间为20h-60h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石墨材料的制备包括：将放电处理后的废旧电池进行拆解，分离出正极片和负极片；将所述负极片进行破碎筛分；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，热处理包括以下特征中的至少一种：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，微波处理的功率为400w-1500w，和/或，微波处理的时间为15s-40s。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，酸浸处理包括以下特征中的至少一种：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，球磨之前，还包括将所述第三中间石墨材料进行水洗；

8.一种石墨回收料，其特征在于，经权利要求1-7任一项所述的方法处理得到；

9.一种如权利要求8所述的石墨回收料的应用，其特征在于，所述石墨回收料用于制备电池；

10.一种电池，其特征在于，所述电池的负极材料包括权利要求8所述的石墨回收料；

技术总结本文公开了一种全链条一体化处理废旧电池中石墨的方法及石墨回收料与应用，属于废旧电池回收利用技术领域。该方法包括：将由废旧电池分离得到的石墨材料进行热处理后得到第一中间石墨材料，对第一进行微波处理，随后进行酸浸处理和球磨。通过对第一中间石墨材料进行微波处理，可增加石墨材料的层间距；结合酸浸处理，可形成具有缺陷的石墨；再经球磨处理，不仅能增加石墨所具有的缺陷，而且还能使石墨材料的半高宽增大，使石墨结构向类似硬炭结构转变，从而可增加钠离子的迁移动力，有利于钠离子的存储和脱出。技术研发人员：范霞,阮丁山,王娇萍,周游,李强,李长东受保护的技术使用者：广东邦普循环科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11