[发明专利]一种锂离子电池的负极极片废料的回收方法

权利要求书

1.一种锂离子电池的负极极片废料的回收方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1：将边角废料与溶剂混合置于温度为60-90℃的水浴锅或者油浴锅中搅拌0.5-10h，使得石墨从铜箔上剥离下来，接着通过超声振动筛过滤，得到石墨A；

步骤2：将步骤1中的石墨A在温度为100-120℃的烘干箱中烘干，烘干至水分小于8%，得到石墨B；

步骤3：将步骤2中的石墨B进行粉碎分级，根据粒径大小分为石墨B1、石墨B2、石墨B3和石墨B4；所述石墨B1的粒径分布为D50=3-4μm，D10≥2μm，D90≤5μm；所述石墨B2的粒径分布为D50=8-11μm，D10≥2μm，D90＜16μm；所述石墨B3的粒径分布为D50=13-16μm，D10≥6μm，D90≤30μm；所述石墨B4的粒径分布为D50=19-29μm，D10≥8μm，D90≤45μm；

步骤4：将浓硫酸、步骤3中的石墨B4以及高锰酸钾按照40:1:0.5-6的重量比先后添加至烧杯中搅拌混合，接着将所述烧杯置于温度为35℃的水浴锅或油浴锅中搅拌反应4-6h，然后所述烧杯从水浴中或油浴锅中取出在常温下搅拌反应2-3h，得到石墨混合液；

步骤5：将步骤4中的石墨混合液进行离心分离，得到的固体通过去离子水进行冲洗，直至pH值为7，接着将上述pH值为7的溶液再次进行离心分离，分离出来的固体在温度为80-130℃的真空环境下烘干至水分≤6%；烘干后，将其送入到微波炉中进行微波处理，处理时间为3-15min，得到层间距扩大的石墨，即膨胀石墨；

步骤6：将步骤5中的膨胀石墨与NMP溶剂混合，得到混合液，将上述混合液采用纳米砂磨机进行机械剥离得到粒径分布为D50=8-11μm，D10≥2μm，D90＜16μm的拟石墨烯溶液；

步骤7：将步骤6中的拟石墨烯溶液加入到均质机中进行均一化处理，得到粒径、厚度均匀的石墨烯浆料；

步骤8：先将步骤3中的石墨B1和石墨B2按照重量比1:1混合，得到石墨C；接着将石墨C，步骤7中的石墨烯浆料以及步骤3中的石墨B3按照重量比0.5-2:7.5-9:0.5-1混合，并用高速分散机进行研磨分散，在研磨分散的过程中加入PVDF进行混合造粒，得到混合材料；

步骤9：将步骤8中的混合材料放入到压力为0.2-0.6MPa的高压压滤机中进行过滤，再将过滤得到的筛上物通过高速融合整形机进行融合整形，得到石墨-石墨烯复合材料；

步骤10：将步骤9中的石墨-石墨烯复合材料放入到温度为1150-1500℃的推板式、辊道式或转式隧道炉中，在氮气气氛中，保温1-19h，得到负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的负极极片废料的回收方法，其特征在于，步骤1中的所述溶剂由去离子水和有机溶剂按照重量比5-9:5-1组成。

3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池的负极极片废料的回收方法，其特征在于，所述有机溶剂为DMAC、NMP、DMF、醇类、酮类中的一种或者多种组合。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的负极极片废料的回收方法，其特征在于，步骤4中，先将浓硫酸置于烧杯中，接着将烧杯置于0℃冰浴中，在磁力搅拌下缓慢加入步骤3中的石墨B4，接着在磁力搅拌下缓慢加入高锰酸钾，控制混合物温度低于10℃，直至加完高锰酸钾，完成了石墨B4、浓硫酸和高锰酸钾的混合。

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的负极极片废料的回收方法，其特征在于，步骤6中，加入的所述膨胀石墨的质量占所述混合液的1%-6%。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的负极极片废料的回收方法，其特征在于，在步骤8中，加入的所述PVDF的质量占所述混合材料的0.5%-10%。

7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的负极极片废料的回收方法，其特征在于，步骤8中，在转速为10000-16000rmp的高速分散机研磨分散0.1h-1.5h。