电池负极粉及制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及废旧铅酸蓄电池回收利用领域，公开了一种电池负极粉及制备方法与应用，所述方法包括：(1)将废正极板与充电机的正极连接、废负极板与充电机的负极连接，之后在酸液存在下，将所述废正极板和废负极板进行通电活化，得到活化正极板和活化负极板；(2)将所述活化正极板和活化负极板依次进行洗涤、干燥，之后进行栅膏分离，得到正极活性物质、负极活性物质和铅栅；(3)将所述正极活性物质、负极活性物质共同进行焙烧，并将焙烧产物进行研磨处理，得到电池负极粉。通过在制备过程中使用充电活化工艺，所制备的负极粉中PbO含量高于99wt％，用所制得的负极粉制备铅酸蓄电池，100％DOD的循环寿命可达到650次以上。循环寿命可达到650次以上。

【技术实现步骤摘要】
电池负极粉及制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及废旧铅酸蓄电池回收利用领域，具体涉及一种电池负极粉及制备方法与应用

技术介绍

[0002]废铅酸蓄电池主要含有正负铅膏、铅栅、铅件、隔板、电解液、塑壳等组件，其中废铅膏的组成复杂，是废铅酸电池回收的难点。
[0003]在目前传统的回收方法中，通常将废铅膏脱硫后进行火法冶炼制备成精铅，或将脱硫后的产物制备成氧化铅。
[0004]CN106252776B公开了一种利用废正、负极活性物质制备电池负极粉的工艺，包括：将报废的正极板与负极板，分别干燥后剥落正极活性物质与负极活性物质，然后化验正极活性物质、负极活性物质中二氧化铅、铅、氧化铅、硫酸铅的含量，再将正极活性物质与稀硫酸混合搅拌，得到的反应活性物质与负极活性物质混合后加入氢氧化钠脱硫，反应结束后洗涤至中性，过滤，得到铅膏与滤液，滤液冷却结晶保存；铅膏真空干燥后球磨，得到氧化度70
‑
80％，平均粒径2
‑
3μm的电池用负极粉。该方法的制备流程较长，且需要先后使用酸液和碱液，产品的氧化度较低。
[0005]上述现有的回收利用方法存在处理流程长、能耗高、化学试剂消耗多、成本高的问题。因此，提供一种新的利用废铅酸蓄电池制备电池负极粉的方法，对于降低生产成本、简化生产流程、更加环保地进行废物循环利用具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有技术的回收利用废铅酸电池铅膏中铅的方法存在处理流程长、能耗高、化学试剂消耗多、成本高、回收制得的负极粉用于制备铅酸蓄电池循环性能不理想的问题，提供了一种电池负极粉及制备方法与应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种制备电池负极粉的方法，包括：
[0008](1)将废正极板与充电机的正极连接、废负极板与充电机的负极连接，之后在酸液存在下，将所述废正极板和废负极板进行通电活化，得到活化正极板和活化负极板；
[0009](2)将所述活化正极板和活化负极板依次进行洗涤、干燥，之后进行栅膏分离，得到正极活性物质、负极活性物质和铅栅；
[0010](3)将所述正极活性物质、负极活性物质共同进行焙烧，并将焙烧产物进行研磨处理，得到电池负极粉。
[0011]本专利技术第二方面提供由前述第一方面所述的方法制得的电池负极粉。
[0012]本专利技术第三方面提供由前述第二方面所述的电池负极粉在铅酸蓄电池制备中的应用。
[0013]通过上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
[0014](1)通过对废正极板、废负极板进行通电活化处理，能够将废正极板、废负极板中
的硫酸铅更大限度地转化为二氧化铅和游离铅；
[0015](2)所制备的负极粉中PbO含量高于99wt％，将该负极粉用于制备铅酸蓄电池，100％DOD的循环寿命可达到650次以上；
[0016](3)工艺流程简单，化学试剂消耗少，成本较低。
附图说明
[0017]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0018]图1为本专利技术的制备电池负极粉的工艺流程示意图。
具体实施方式
[0019]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0020]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0021]本专利技术第一方面提供一种制备电池负极粉的方法，包括：
[0022](1)将废正极板与充电机的正极连接、废负极板与充电机的负极连接，之后在酸液存在下，将所述废正极板和废负极板进行通电活化，得到活化正极板和活化负极板；
[0023](2)将所述活化正极板和活化负极板依次进行洗涤、干燥，之后进行栅膏分离，得到正极活性物质、负极活性物质和铅栅；
[0024](3)将所述正极活性物质、负极活性物质共同进行焙烧，并将焙烧产物进行研磨处理，得到电池负极粉。
[0025]根据本专利技术，在步骤(1)中，所述废正极板和废负极板可以为废铅酸蓄电池经破碎分离处理而得到的报废的正极板和负极板。在所述将废正极板与充电机的正极连接、废负极板与充电机的负极连接的过程中，可以先将收集得到的所述废正极板以彼此并联的形式组成废正极群，并将收集得到的所述废负极板以彼此并联的形式组成废负极群，之后将所述废正极群与充电机的正极连接、废负极群与充电机的负极连接。
[0026]根据本专利技术，在步骤(1)中，在所述通电活化之前，优选将前述步骤中与充电机连接的废正极板和废负极板置于所述酸液中静置。通过在酸液中进行静置处理，能够使酸液均匀扩散至废正极板、废负极板的孔隙中，进而与正、负极活性物质充分接触。优选地，所述静置的条件可以包括：温度为0
‑
50℃，时间为0.5
‑
1h。
[0027]根据本专利技术，在步骤(1)中，所述酸液可以为稀硫酸溶液，优选采用密度为1.05
‑
1.10g/mL的稀硫酸溶液。
[0028]根据本专利技术，在步骤(1)中，在所述静置结束后，即可启动所述通电活化。通过所述通电活化处理，能够将废极板中的硫酸铅转化为二氧化铅和游离铅。
[0029]在本专利技术中，所述通电活化的过程可以包括：0.15C电流充电至电压2.45
‑
2.5V，之后0.05C电流充电5
‑
10h。更具体地，废正极板和废负极板在稀硫酸溶液中静置浸泡完全后
以0.15C电流充电，开始阶段在极化的状态下，电压快速达到2.25
‑
2.35V，然后随着极板的孔隙中生成的硫酸向外扩散速度与硫酸生成速度相当时，活化电压开始长时间稳定在2.2
‑
2.3V，当上述废极板中的硫酸铅转化率达到80％
‑
90％，活化电压达到2.45
‑
2.5V，最后通过0.05C小电流充电5
‑
10h将余下的硫酸铅转化完。
[0030]根据本专利技术，在步骤(1)中，所述废正极板含有二氧化铅30
‑
50wt％、硫酸铅30
‑
70wt％，经所述通电活化后，得到的所述活化正极板含有二氧化铅99
‑
100wt％、硫酸铅0
‑
1wt％；所述废负极板含有游离铅30
‑
60wt％、氧化铅5
‑
10wt％和硫酸铅40
‑
60wt％，经所述通电活化后，得到的所述活化负极板含有游离铅99
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备电池负极粉的方法，其特征在于，包括：(1)将废正极板与充电机的正极连接、废负极板与充电机的负极连接，之后在酸液存在下，将所述废正极板和废负极板进行通电活化，得到活化正极板和活化负极板；(2)将所述活化正极板和活化负极板依次进行洗涤、干燥，之后进行栅膏分离，得到正极活性物质、负极活性物质和铅栅；(3)将所述正极活性物质、负极活性物质共同进行焙烧，并将焙烧产物进行研磨处理，得到电池负极粉。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，在所述通电活化之前，将所述废正极板和废负极板置于所述酸液中静置；优选地，所述静置的条件包括：温度为0
‑
50℃，时间为0.5
‑
1h。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述酸液为稀硫酸溶液；优选地，所述稀硫酸溶液的密度为1.05
‑
1.1g/mL。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述通电活化的过程包括：0.15C电流充电至电压2.45
‑
2.5V，之后0.05C电流充电5
‑
10h。5.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述干燥的条...

【专利技术属性】
技术研发人员：代少振，舒红群，项晨，
申请(专利权)人：超威电源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：