一种电极片中铌基电极材料的回收方法技术

本发明专利技术提供一种电极片中铌基电极材料的回收方法，包括：将电极片在250‑550℃下烧结2‑10h，使电极片的集流体与电极材料剥离；将所得电极材料与水混合后砂磨2‑8h；将所得物质干燥；将所得物质在800‑1200℃下烧结2‑10h，得到铌基电极材料。该方法可有效回收废弃锂离子电池电极片上的铌基电极材料，进行资源再利用，既节约了资源，也降低了环境污染，回收率高，方法简单，操作成本低，回收后的铌基电极材料纯度高，再次用作电极材料导电性能好，克容量高、放电容量高、放电效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种电极片中铌基电极材料的回收方法
本专利技术属于锂离子电池
，尤其是涉及一种电极片中铌基电极材料的回收方法。
技术介绍
自2010年，Goodenough教授报道了铌基材料具备储锂性能后，铌基材料的应用引起了行业的关注。M-Nb-O氧化物因其特殊的结构，在充放电过程中体积变化小，故其安全性能高，循环寿命长。在嵌锂过程中，Nb有2个电子对的转移，故与钛酸锂材料相比，克容量发挥高。东芝近日在新闻上发布了其新一代高能量密度，高循环寿命，高安全，快充的钛铌氧化物之后，M-Nb-O材料开始批量应用在锂离子电池上。M-Nb-O材料中的Nb源为进口材料，且铌的提取工艺复杂，故Nb材料价格昂贵，废旧的电极材料直接抛弃一方面会造成Nb材料的浪费，另一方面还会造成环境污染。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种电极片中铌基电极材料的回收方法，可回收锂离子电池中的M-Nb-O电极材料，节约资源且降低环境污染。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种电极片中铌基电极材料的回收方法，包括：第一步、将电极片在250-550℃下烧结2-10h，使电极片的集流体与电极材料剥离；由于锂离子电池中的电极片是由电极材料涂覆在集流体上固化形成的，经高温烧结后，电极材料中的粘结剂被除去，涂覆在集流体表面的电极材料便会剥落，与集流体分离，此时通过震颤的方式可将集流体和电极材料分离开。第二步、将第一步所得电极材料与水混合后砂磨2-8h；通过砂磨使被分离下的电极材料与水混合均匀可对分离下的电极材料进行造粒。第三步、将第二步所得物质干燥，干燥后可获得一定粒度的电极材料；第四步、将第三步所得物质在800-1200℃下烧结2-10h，得到铌基电极材料，由于电极材料中可能残存少量粘结剂和导电剂，经过800-1200℃的高温烧结可去除其中的粘结剂和导电剂，制得纯度较高的铌基电极材料。技术方案中，优选的，铌基电极材料的化学式为MxNbyOz，其中M为Ti、Mo、Ga、Al、Fe、Mg、Zn、Cu、Zr、Cr、W中的一种或多种的组合，0≤x≤5，1≤y≤50,5≤z≤100。技术方案中，优选的，还包括在第一步前清洗电极片表面的杂质，可以使用溶剂进行清洗，去除电极片表面的杂质，溶剂可以使用乙醇。技术方案中，优选的，第三步中干燥的方式为喷雾干燥。技术方案中，优选的，第三步中，经喷雾干燥后所得物质的粒径D50为5-30μm。技术方案中，优选的，第一步中，烧结的气氛为空气。技术方案中，优选的，集流体为铝箔。本专利技术具有的优点和积极效果是：该电极片中铌基电极材料的回收方法可有效回收废弃锂离子电池电极片上的铌基电极材料，进行资源再利用，既节约了资源，也降低了环境污染，该方法材料回收率高，方法简单，操作成本低，回收后的铌基电极材料纯度高，再次用作电极材料导电性能好，克容量高、放电容量高、放电效率高。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术具体实施方式做进一步介绍：实施例一本实施例的电极片为TiNb2O7材料涂覆于铝箔形成的电极片。本实施例的回收铌基电极材料的方法为：1.将TiNb2O7电极从锂离子电池中拆出来后，采用无水乙醇将电极表面的杂质清洗干净；2.放入烧结炉中，在空气中烧结，烧结温度为500℃，烧结时间3h；3.将铝箔与粉料分离后，将粉料放入砂磨机中砂磨4h；4.进行喷雾造粒，颗粒直径D50＝12μm；5.然后放入烧结炉中，在空气下900℃下烧结3h，然后过筛，得到纯度为4个9以上的TiNb2O7白色粉料。对回收得到的TiNb2O7材料进行测试：测试得粉体电阻为86Ω；将粉料制备成电极，电极制备方法如下：取90％的回收得到的TiNb2O7、5％的Super_P导电剂、5％的苏威的Solef5130粘结剂和NMP做为溶剂，这4种物料混合均匀后，涂覆成单面面密度为150g/m2的电极，做成型号为2032的扣式电池，金属锂片作为电池的负极，测试扣式电池的克容量发挥和倍率性能，充放电电压范围为1V～3V；在0.2C下测试此材料的克容量发挥为256mAh/g；常温10C倍率下放电容量为242mAh/g，放电效率为94.53％。由此看出，本实施例所述的铌基电极材料的回收方法可对废弃锂离子电池中电极片的铌基电极材料进行回收，回收后的TiNb2O7材料纯度高，其再次作为电极材料导电性能好、克容量高、放电容量高、放电效率高。实施例二本实施例的电极片为T-Nb2O5材料涂覆于铝箔形成的电极片。本实施例的回收铌基电极材料的方法为：1.将T-Nb2O5电极从锂离子电池中拆出来后，采用无水乙醇将电极表面的杂质清洗干净后；2.放入烧结炉中，在空气中烧结，烧结温度450℃，烧结时间4h；3.铝箔与粉料分离后，将粉料放入砂磨机中砂磨3h；4.进行喷雾造粒，颗粒直径D50＝10μm；5.然后放入烧结炉中，在空气下850℃下烧结3.5h，然后过筛，得到纯度为4个9以上的T-Nb2O5粉料。对回收得到的T-Nb2O5材料进行测试：测试粉体电阻为62Ω；将粉料制备成电极，电极制备方法如下：取92％的T-Nb2O5、4％的Super_P导电剂、4％的苏威的Solef5130粘结剂和NMP做为溶剂，这4种物料混合均匀后，涂覆成单面面密度为134g/m2的电极，做成型号为2032的扣式电池，金属锂片作为电池的负极，测试扣式电池的克容量发挥和倍率性能，充放电电压范围为1V～3V；在0.2C下测试此材料的克容量发挥为196mAh/g；常温10C倍率下放电容量为193mAh/g，放电效率为98.47％。由此看出，本实施例所述的铌基电极材料的回收方法可对废弃锂离子电池中电极片的铌基电极材料进行回收，回收后的T-Nb2O5材料纯度高，其再次作为电极材料导电性能好、克容量高、放电容量高、放电效率高。实施例三本实施例的电极片为Cr0.5Nb24.5O62材料涂覆于铝箔形成的电极片。本实施例的回收铌基电极材料的方法为：1.将Cr0.5Nb24.5O62电极从锂离子电池中拆出来后，采用无水乙醇将电极表面的杂质清洗干净后；2.放入烧结炉中，在空气中烧结，烧结温度550℃，烧结时间2.5h；3.铝箔与粉料分离后，将粉料放入砂磨机中砂磨3.5h；4.进行喷雾造粒，颗粒直径D50＝9.8μm；5.然后放入烧结炉中，在空气下850℃下烧结3.5h，然后过筛，得到纯度为4个9以上的Cr0.5Nb24.5O62粉料。对回收得到的Cr0.5Nb24.5O62材料进行测试：测试粉体电阻为65Ω；将粉料制备成电极，电极制备方法如下：取94％的Cr0.5Nb24.5O62、3％的Super_P导电剂、3％的苏威的Solef5130粘结剂和NMP做为溶剂，这4种物料混合均匀后，涂覆成单面面密度为138g/m2的电极，做成型号为2032的扣式电池，金属锂片作为电池的负极，测试扣式电池的克容量发挥和倍率性能，充放电电压范围为1V～3V；在0.2C下测试此材料的克容量发挥为315mAh/g；常温10C倍率下放电容量为309mAh/g，放电效率为98.1％。由此看出，本实施例所述的铌基电极材料的回收方法可对废弃锂离子电池中电极片的铌基电极材料进行回收，回收后的Cr0.5Nb24.5O62材料纯度高，其再次作为电极材料导电性能好、克容量高、放电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极片中铌基电极材料的回收方法，其特征在于：包括：第一步、将电极片在250‑550℃下烧结2‑10h，使所述电极片的集流体与电极材料剥离；第二步、将第一步所得电极材料与水混合后砂磨2‑8h；第三步、将第二步所得物质干燥；第四步、将第三步所得物质在800‑1200℃下烧结2‑10h，得到所述铌基电极材料。

【技术特征摘要】
1.一种电极片中铌基电极材料的回收方法，其特征在于：包括：第一步、将电极片在250-550℃下烧结2-10h，使所述电极片的集流体与电极材料剥离；第二步、将第一步所得电极材料与水混合后砂磨2-8h；第三步、将第二步所得物质干燥；第四步、将第三步所得物质在800-1200℃下烧结2-10h，得到所述铌基电极材料。2.根据权利要求1所述的电极片中铌基电极材料的回收方法，其特征在于：所述铌基电极材料的化学式为MxNbyOz，其中M为Ti、Mo、Ga、Al、Fe、Mg、Zn、Cu、Zr、Cr、W中的一种或多种的组合，0≤x≤5，1≤y≤50,5≤z≤100。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永胜，李爱红，崔维国，王茂范，
申请(专利权)人：天津普兰能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12