本發(fā)明屬于鋰電池回收領(lǐng)域，具體涉及一種回收鋰電池碳負(fù)極材料中的鋰的方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池作為一種可充電電池，具有比能量高、體積小、質(zhì)量輕、應(yīng)用溫度范圍廣、循環(huán)壽命長、安全性能好等獨(dú)特的優(yōu)勢。鋰離子電池已然成為了電池家族中發(fā)展最為迅速的一個種類。人們在大量使用鋰離子電池的同時，必然也會產(chǎn)生大量廢電池。
鋰離子電池負(fù)極材料主要有碳負(fù)極材料、錫基負(fù)極材料、含鋰過渡金屬氮化物負(fù)極材料、合金類負(fù)極材料、納米級負(fù)極材料、納米材料等，但是目前應(yīng)用最廣泛的是碳負(fù)極材料，其它幾種材料還沒有大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用，本發(fā)明涉及的負(fù)極材料為碳負(fù)極材料。
鋰離子電池在正常放電時，li+會從負(fù)極材料中脫出，通過電解質(zhì)和隔膜后嵌入到正極材料中。電池在正常使用情況下報廢，經(jīng)過鹽水浸泡等方法可以使電池的電量基本上完全放掉，此時負(fù)極材料中含鋰量就會特別少，可以忽略不計。如果電池在使用過程中，由于電池內(nèi)部斷路或者其它原因，以及電池廠做完穿刺檢驗(yàn)后的電池，均會導(dǎo)致li+不能正常的發(fā)生“嵌入—脫出”反應(yīng)，那么負(fù)極片中的li+就無法通過鹽水放電等常規(guī)工序脫出。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種回收鋰電池碳負(fù)極材料中的鋰的方法。通過本發(fā)明能夠?qū)囯姵刎?fù)極材料中大部分的li+提取出來，提高了廢舊鋰電池中鋰的回收利用率。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種回收鋰電池碳負(fù)極材料中的鋰的方法，需要的材料包括外接電源、金屬鋰、負(fù)極材料以及電解液等，具體包括如下步驟：
（1）首先將拆解鋰電池得到的負(fù)極片在惰性氣氛下烘干去除電解液，然后將負(fù)極片加入去離子水中攪拌得到負(fù)極活性材料與覆碳銅箔，過濾后再在惰性氣氛下烘干得到負(fù)極活性物質(zhì)。
（2）將上述得到的負(fù)極活性物質(zhì)壓制成塊狀后用石墨夾具夾住作為陽極，金屬鋰作為陰極，1mol/l的六氟磷酸鋰（lipf6）碳酸酯類溶液作為電解液。
（3）外接電源采用3.5～5v的電勢，通電后，鋰離子從陽極脫出，通過電解液之后沉積在陰極金屬鋰的表面，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)極片中鋰的高效回收。
步驟（1）中負(fù)極片烘干的條件優(yōu)選為90～100℃、2～3h。
步驟（1）中負(fù)極活性材料烘干的條件優(yōu)選為80～90℃、2～3h。
步驟（1）中所述的惰性氣氛優(yōu)選為n2氣氛。
步驟（2）中所述的1mol/l的六氟磷酸鋰碳酸酯類溶液的配制方法優(yōu)選如下：按體積比1:1取碳酸二甲酯（dmc）和碳酸甲乙酯（emc）混勻作為溶劑，再加入溶質(zhì)lipf6使lipf6濃度為1mol/l。即碳酸二甲酯（dmc）和碳酸甲乙酯（emc）各取500ml混勻后再加入1mollipf6。
步驟（3）中通電的時間優(yōu)選為2～5h。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果為：本發(fā)明能夠?qū)⒎钦Ｇ闆r下報廢的鋰離子電池負(fù)極片中的大部分鋰提取出來，提高了鋰電池負(fù)極材料中金屬的回收利用率，得到的富鋰的陰極材料（金屬鋰）可以進(jìn)一步制備相關(guān)的化學(xué)產(chǎn)品等。本發(fā)明操作成本低，提鋰效率高，操作簡便。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1
（1）將拆解鋰離子電池得到的負(fù)極片在n2氣氛下90℃烘干3h去除電解液，然后將負(fù)極片加入去離子水中攪拌得到負(fù)極活性材料與覆碳銅箔，過濾后得到的濾渣再在n2氣氛下80℃烘干3h得到負(fù)極活性物質(zhì)。
（2）將負(fù)極活性物質(zhì)壓制成塊狀后用石墨夾具夾住作為陽極，用鋰電極作為陰極，1mol/l的六氟磷酸鋰碳酸酯類溶液作為電解液。1mol/l的六氟磷酸鋰碳酸酯類溶液的配制為：取碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯各500ml混勻后再加入1mol六氟磷酸鋰。
（3）外加電壓為3.5v，通電使陽極中的鋰離子脫出沉積在陰極金屬鋰表面，通電時間為5h。
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測量陽極材料中的鋰離子含量，鋰離子的遷出率為93.6%。
實(shí)施例2
（1）將拆解鋰離子電池得到的負(fù)極片在n2氣氛下95℃烘干3h去除電解液，然后將負(fù)極片加入去離子水中攪拌得到負(fù)極活性材料與覆碳銅箔，過濾后得到的濾渣再在n2氣氛下90℃烘干2h得到負(fù)極活性物質(zhì)。
（2）將負(fù)極活性物質(zhì)壓制成塊狀后用石墨夾具夾住作為陽極，用鋰電極作為陰極，1mol/l的六氟磷酸鋰碳酸酯類溶液作為電解液。1mol/l的六氟磷酸鋰碳酸酯類溶液的配制為：取碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯各500ml混勻后再加入1mol六氟磷酸鋰。
（3）外加電壓為5v，通電使陽極中的鋰離子脫出沉積在陰極金屬鋰表面，通電時間為2h。
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測量陽極材料中的鋰離子含量，鋰離子的遷出率為95.1%。
實(shí)施例3
（1）將拆解鋰離子電池得到的負(fù)極片在n2氣氛下100℃烘干2h去除電解液，然后將負(fù)極片加入去離子水中攪拌到負(fù)極活性材料與覆碳銅箔，過濾后得到的濾渣再在n2氣氛下85℃烘干2.5h得到負(fù)極活性物質(zhì)。
（2）將負(fù)極活性物質(zhì)壓制成塊狀后用石墨夾具夾住作為陽極，用鋰電極作為陰極，1mol/l的六氟磷酸鋰碳酸酯類溶液作為電解液。1mol/l的六氟磷酸鋰碳酸酯類溶液的配制為：取碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯各500ml混勻后再加入1mol六氟磷酸鋰。
（3）外加電壓為4.2v，通電使陽極中的鋰離子脫出沉積在陰極金屬鋰表面，通電時間為3h。
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測量陽極材料中的鋰離子含量，鋰離子的遷出率為94.1%。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。