一种废动力电池负极制备鱼骨状铜复合材料的方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种废动力电池负极制备鱼骨状铜复合材料的方法及其应用；属于动力电池负极回收及资源化利用技术领域。本发明专利技术的废动力电池负极制备鱼骨状铜复合材料的方法，所述方法是将废动力电池进行拆解，取出负极，作为对电极，ITO导电玻璃为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，电解质溶液为CuSO4和C6H5Na3O7的混合溶液，进行恒压电解反应，反应结束后，取出ITO导电玻璃电极，放入去离子水中，清洗至中性，取沉淀物烘干，即得。该方法制备的鱼骨状铜复合材料与PCL复配具有很好抑菌效果，并且石墨的回收率高达98％以上。墨的回收率高达98％以上。墨的回收率高达98％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种废动力电池负极制备鱼骨状铜复合材料的方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种废动力电池负极制备鱼骨状铜复合材料的方法及其应用；属于动力电池负极废渣回收及资源化利用


技术介绍

[0002]锂离子电池具有高能量密度、大功率、长寿命等特点，已被公认为电动汽车新型储能和转换装置，有利于保护环境和解决能源问题。目前对锂电池的回收主要集中在正极有价金属的回收，对负极回收研究相对较少。
[0003]负极的回收方法主要有高温回收法、浸泡法和气流分选法。高温回收法是通过高温使得粘结剂有机分子分解，从而使集流体与负极材料分离。浸泡法则采用适当的浸泡剂，将粘结剂溶解，从而通过简单的物理方法分离集流体。上述两种方法主要目的是使铜集流体和负极浆料进行剥离，再分别对其中的铜箔和负极石墨类或碳类材料进行分别回收。气流分选法首先需要将负极材料粉碎至一定粒径，然后通入一定气流下至粉碎后的负极材料，分选出重组分和轻组分，从而实现负极活性物质和集流体分离。但现有的集流体分离通常都会产生高温高能耗或者有机溶剂对环境有二次污染的问题。

技术实现思路

[0004][技术问题][0005]现有技术中废电池负极的回收，面临高温能耗、有机溶剂产生环境二次污染等问题。
[0006][技术方案][0007]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种废动力电池负极制备鱼骨状铜复合材料及其与聚己内酯(PCL)复配在抑菌中的应用，具体是对负极直接电解，使集流体转化为高价值的Cu2O和Cu的复合材料，同时石墨回收率可达98％以上，对促进锂电池负极的回收锌离子电池的商业化具有十分重要的意义。
[0008]本专利技术的目的是提供一种废动力电池负极制备鱼骨状铜复合材料的方法，所述方法是将废动力电池进行拆解，取出负极，作为对电极，ITO导电玻璃为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，电解质溶液为CuSO4和C6H5Na3O7的混合溶液，进行恒压电解反应，反应结束后，取出ITO导电玻璃电极，放入去离子水中，清洗至中性，取沉淀物烘干，即得。
[0009]在一种实施方式中，所述电解质溶液中CuSO4的浓度为0.025～0.03mol/L。
[0010]在一种实施方式中，所述电解质溶液中C6H5Na3O7的浓度为0.1～0.2mol/L。
[0011]在一种实施方式中，所述恒压电解的电压为
‑
1.1V vs.Hg/Hg2Cl2。
[0012]本专利技术的第二个目的是提供一种由上述所述方法制备得到的鱼骨状铜复合材料。
[0013]本专利技术的第三个目的是提供一种由上述所述的鱼骨状铜复合材料在抑菌方面的应用；所述应用是将鱼骨状铜复合材料与PCL进行复配使用。
[0014]在一种实施方式中，所述鱼骨状铜复合材料与PCL复配的质量比为1～5％：1。
[0015]在一种实施方式中，所述鱼骨状铜复合材料与PCL进行复配使用具体是将鱼骨状铜复合材料与PCL的混合物采用油压机压制直径为0.8cm的圆片。
[0016]本专利技术的第四个目的是提供一种废动力电池负极制备鱼骨状铜复合材料的方法在处理废动力电池领域中的应用。
[0017][有益效果][0018](1)本专利技术的废动力电池负极制备鱼骨状铜复合材料的方法具有回收工艺简单、石墨的回收率以及纯度较高的优势，可以广泛应用于锂电池负极石墨的回收及集流体的资源化利用。
[0019](2)本专利技术提供了一种简单快捷电解剥离集流体和石墨的方法，并将集流体转化为高价值的Cu2O和Cu的复合材料，该材料为鱼骨状架构，由纳米块状堆积而成，比表面积大，可用于抑菌材料，且石墨的回收率高达98％以上。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例1制备的鱼骨状铜复合材料的XRD图；
[0021]图2为本专利技术实施例2制备的鱼骨状铜复合材料的SEM图；
[0022]图3为本专利技术实施例3中鱼骨状铜复合材料与PCL复配的抑菌效果图。
具体实施方式
[0023]以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本专利技术，不用于限制本专利技术。
[0024]实施例1
[0025]一种废动力电池负极制备鱼骨状铜复合材料的方法，所述方法包括如下步骤：
[0026]将软包锂电池进行拆解，取出负极。建立三电极体系，在烧杯中加入50mL电解液，电解液组成为0.025mol/L的CuSO4+0.1mol/L的C6H5Na3O7形成的混合溶液，对电极为锂电池废旧负极，2cm*10cm ITO导电玻璃为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，以
‑
1.1V vs.Hg/Hg2Cl2的恒压电解直至对电极完全溶解，小心取下ITO导电玻璃电极，放入去离子水中，清洗至中性，烘干，即得目标产物。
[0027]将上述产物进行XRD测试，结果如图1所示；从图中可以看出产物为Cu2O(JCPDS:005
‑
0667)和Cu(JCPDS:004
‑
0836)的混合物；在对电极的一侧收集石墨，电解前含铜集流体重0.4267g，对电极侧收集的样品清洗烘干重为0.1600g，减去理论铜集流体重量，石墨的回收率达到98％以上。
[0028]实施例2
[0029]一种废动力电池负极制备鱼骨状铜复合材料的方法，所述方法包括如下步骤：
[0030]将软包锂电池进行拆解，取出负极。建立三电极体系，在烧杯中加入50mL电解液，电解液组成为0.03mol/L的CuSO4+0.2mol/L的C6H5Na3O7形成的混合液，对电极为锂电池废旧负极，2cm*10cm ITO导电玻璃为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，以
‑
1.1vs.Hg/Hg2Cl2的电压，恒压电解4h，小心取下ITO导电玻璃电极，放入去离子水中，清洗至中性，烘干，即得。
[0031]将上述产物进行SEM测试，结果如图2所示，可以看出产物呈鱼骨状，进一步放大，
可以看出是由一个个均匀的立方体组合而成，尺寸约为300nm。将上述样品、聚乳酸和PLA按照1:70:30进行混合，按照《GB/T1040.1
‑
2018》标准进行试样拉伸强度的测试，测试速度20um/s，试样尺寸10mm
×
3mm
×
0.4mm，拉伸强度为34MPa.
[0032]实施例3
[0033]一种废动力电池负极制备的鱼骨状铜复合材料在抑菌实验中的应用，具体步骤如下：
[0034]将实施例1制备的鱼骨状铜复合材料与PCL按照质量比为0～5％：1的比例，在研钵上研磨半小时，保证研磨均匀，再称取0.2g混合粉末由油压机压制直径为0.8cm的圆片，按照《QB T2591 2003抗菌塑料的抗菌性能试验方法》进行大肠杆菌抑菌实验测试。
[0035]48h抑菌实验结果如图3所示，未添加鱼骨状铜复合材料的PCL的培养皿圆片周围出现了很多点状菌斑，但是添加了1％、2％和5％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废动力电池负极制备鱼骨状铜复合材料的方法，其特征在于，所述方法是将废动力电池进行拆解，取出负极，作为对电极，ITO导电玻璃为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，电解质溶液为CuSO4和C6H5Na3O7的混合溶液，进行恒压电解反应，反应结束后，取出ITO导电玻璃电极，放入去离子水中，清洗至中性，取沉淀物烘干，即得。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解质溶液中CuSO4的浓度为0.025～0.03mol/L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解质溶液中C6H5Na3O7的浓度为0.1～0.2mol/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒压电解...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘君丽，吴洁，顾菲，刘维桥，朱炳龙，童霏，吕红映，黄寿强，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：