一种基于废旧锂离子电池负极材料的活化碳微球电极材料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种基于废旧锂离子电池负极材料的活化碳微球电极材料及其制备和应用，涉及资源化再生利用及其电容去离子技术领域。一种基于废旧锂离子电池负极材料的活化碳微球电极材料的制备方法，包括下述工艺步骤：将氢氧化钾与中间相碳微球制成浆状物后于500～1000℃下进行活化反应得活化碳微球，所述中间相碳微球为由废旧锂离子电池的负极材料上剥离所得的中间相碳微球；将所得的中间相碳微球与其他试剂混合后涂布到石墨纸上干燥，得到活化碳微球电极材料。该活化碳微球电极所组装成的CDI模块可以达到与商业活性碳电极组装成的CDI相近的脱盐效果和充电效率，因此展现出良好的工业应用前景。

A kind of activated carbon microsphere electrode material based on waste lithium ion battery anode material and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种基于废旧锂离子电池负极材料的活化碳微球电极材料及其制备和应用
本专利技术涉及一种基于废旧锂离子电池负极材料的活化碳微球电极材料及其制备和应用，涉及资源化再生利用及其电容去离子

技术介绍
可充电锂离子电池具有高能量密度、高功率密度和高效率等优点，是目前最成功的商业化电化学电源之一。锂离子电池在便携式电子设备和电动汽车上的广泛应用，不可避免地每年产生大量的废电池。预计到2020年，中国报废汽车数量和重量将分别超过250亿台和50万吨。如此大量的电池废料副产品无疑是严重的环境公害；因此，回收和循环利用这些废物资源符合全球向可持续发展模式的转变。遗憾的是，目前对废锂离子电池回收工艺的研究仅限于正极材料的回收。湿法冶金法是用溶剂萃取法回收废金属最广泛的方法。用柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸和天冬氨酸等有机酸进行浸出，也可实现Co和Li的高提取率。然而，从废锂离子电池中回收和探索废负极材料(主要是碳基材料)的使用也是可取的，但还没有进行详细的技术方案。废锂离子电池碳渣具有量大、组分相对纯净、碳基结构优越等优点，为制备具有潜在应用前景的新型碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于废旧锂离子电池负极材料的活化碳微球电极材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括下述工艺步骤：/nS1，将氢氧化钾与中间相碳微球按质量比为6:1～1:1加水混合均匀后，加热蒸干至形成浆状物；惰性气氛下，将所得浆状物于500～1000℃下进行活化反应0.5～3h，升温速率5℃/min～10℃/min，将反应所得产物洗涤至中性，得活化碳微球，所述中间相碳微球为由废旧锂离子电池的负极材料上剥离所得的中间相碳微球；/nS2，将S1所得活化碳微球与乙炔黑以6:1～10:1的质量比混合均匀后，加入乙醇，搅拌均匀；再加入聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇缩丁醛酯的乙醇溶液，搅拌至少12h，将所得浆料涂布到石...

【技术特征摘要】
1.一种基于废旧锂离子电池负极材料的活化碳微球电极材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括下述工艺步骤：
S1，将氢氧化钾与中间相碳微球按质量比为6:1～1:1加水混合均匀后，加热蒸干至形成浆状物；惰性气氛下，将所得浆状物于500～1000℃下进行活化反应0.5～3h，升温速率5℃/min～10℃/min，将反应所得产物洗涤至中性，得活化碳微球，所述中间相碳微球为由废旧锂离子电池的负极材料上剥离所得的中间相碳微球；
S2，将S1所得活化碳微球与乙炔黑以6:1～10:1的质量比混合均匀后，加入乙醇，搅拌均匀；再加入聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇缩丁醛酯的乙醇溶液，搅拌至少12h，将所得浆料涂布到石墨纸上，涂膜厚度为100～600μm，干燥，得到活化碳微球电极材料，
所述聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇缩丁醛酯的乙醇溶液中，聚乙烯吡咯烷酮与聚乙烯醇缩丁醛酯的质量比为1:2～1:6；所述活化碳微球与聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇缩丁醛酯的总和的质量比为6:1～10:1。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述中间相碳微球的比表面积小于或等于2m2/g，球直径大于或等于10μm。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述S1所得活化碳微球的比表面积为500～3000m2/g，孔容为0.1～1.5cm3/g，微孔尺寸分布在1～3nm之间。


4.一种脱盐CDI模块，其特征在于：所述模块包括两个电极，所述电极材料为权利要求1所述活化碳微球电极材料。


5.根据权利要求4所述的模块，其特征在于：所述模块包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长平，王刚，翁嘉泽，汪仕勇，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44