權(quán)利要求書(shū): 1.一種退役電池石墨負(fù)極回收再利用的方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:(1)將回收石墨尾粉過(guò)篩得到粒度均勻的石墨尾粉;
(2)將得到的石墨尾粉進(jìn)行再生加工破碎處理,得到再生回收石墨尾粉;
(3)將所述再生回收石墨尾粉和磁性添加劑混合,得到電磁屏蔽材料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,步驟(1)所述過(guò)篩的篩網(wǎng)目數(shù)為50~270目。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,步驟(2)所述再生加工破碎處理的方法包括氣流磨極限破碎、蒸汽磨極限破碎或砂磨中的任意一種或至少兩種的組合;
優(yōu)選地,所述再生加工破碎處理的方法為砂磨。
4.如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,所述砂磨前將石墨尾粉和溶劑混合,超聲攪拌后倒入砂磨機(jī)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述溶劑包括乙醇和/或蒸餾水;
優(yōu)選地,所述超聲攪拌的時(shí)間為0.8~1.2h。
6.如權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述砂磨的時(shí)間為10~90min。
7.如權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,步驟(3)所述磁性添加劑包括鐵氧體和/或磁性氧化物;
所述鐵氧體包括鋇鐵氧體、錳鋅鐵氧體、鐵酸錳中的任意一種或至少兩種的組合;
所述磁性氧化物包括四氧化三鐵、四氧化三鈷或氧化鐵中的任意一種或至少兩種的組合。
8.如權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述再生回收石墨尾粉和磁性添加劑的質(zhì)量比為(0.2~0.8):1;
優(yōu)選地,所述混合的方法包括機(jī)械物理混合和/或溶劑熱混合法。
9.一種電磁屏蔽材料,其特征在于,所述電磁屏蔽材料通過(guò)如權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述方法制得。
10.一種如權(quán)利要求9所述電磁屏蔽材料的應(yīng)用,其特征在于,所述電磁屏蔽材料用于制備電子器件或制備通訊設(shè)備的電磁屏蔽材料。
說(shuō)明書(shū): 一種退役電池石墨負(fù)極回收再利用的方法及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于資源回收再利用技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種退役電池石墨負(fù)極回收再利用的方法及其應(yīng)用。背景技術(shù)[0002] 電磁波的出現(xiàn),促進(jìn)了人類(lèi)文明的進(jìn)步與人類(lèi)的日常生活是息息相關(guān),但它服務(wù)和改善人類(lèi)生活的同時(shí)所產(chǎn)生的危害也絕不容輕視。電磁波輻射會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生極大的危害,引起如人體免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)及神經(jīng)系統(tǒng)的損傷等。大量電磁波的使用會(huì)使得電磁波之間產(chǎn)生相互干擾造成信息通訊不穩(wěn)定,影響精密儀器的正常工作,嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成重大事故。[0003] 在石墨負(fù)極回收工過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些尾料,這些回收所產(chǎn)生的尾料的粒度相對(duì)較小,不能滿(mǎn)足常規(guī)
鋰電池對(duì)
負(fù)極材料的粒徑要求,此外,石墨回收處理產(chǎn)生的尾粉作為鋰電池負(fù)極材料使用時(shí),還將存在壓實(shí)偏低和比表面較大而使得首效低等問(wèn)題,因此,一般石墨回收產(chǎn)生的尾粉會(huì)被相關(guān)負(fù)極材料企業(yè)低價(jià)賣(mài)掉。而這些尾料石墨化度較高,可以作為介電損耗型材料用于電磁屏蔽方向,但是常規(guī)的回收石墨化尾粉存在物料比較混雜且粒度不均勻等問(wèn)題,不能直接用作電磁屏蔽材料。[0004] 廢舊鋰離子
動(dòng)力電池的環(huán)境污染問(wèn)題和合理資源化回收利用的問(wèn)題成為當(dāng)前乃至今后國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注的難題?;厥肇?fù)極材料經(jīng)過(guò)有效的再生后再利用,形成一個(gè)全封閉式循環(huán),可以帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種退役電池石墨負(fù)極回收再利用的方法及其應(yīng)用,本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的方法對(duì)石墨負(fù)極回收的尾粉進(jìn)行再生加工破碎處理,與磁性添加劑混合制成電磁屏蔽材料,所述電磁屏蔽材料同時(shí)具備電損耗和磁損耗,改善了單一導(dǎo)電材料的吸波性能。[0006] 為達(dá)到此發(fā)明目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:[0007] 第一方面,本發(fā)明提供了一種退役電池石墨負(fù)極回收再利用的方法,所述方法包括以下步驟:[0008] (1)將回收石墨尾粉過(guò)篩得到粒度均勻的石墨尾粉;[0009] (2)將得到的石墨尾粉進(jìn)行再生加工破碎處理,得到再生回收石墨尾粉;[0010] (3)將所述再生回收石墨尾粉和磁性添加劑混合,得到電磁屏蔽材料。[0011] 回收石墨尾料的粒度相對(duì)較小,作為鋰電池使用存在壓實(shí)偏低和比表面較大而使得首效降低等問(wèn)題,但尾料石墨化度較高,可以作為介電損耗型材料用于電磁屏蔽方向,但是常規(guī)的回收石墨化尾粉存在物料比較混雜且粒度不均勻等問(wèn)題,本發(fā)明通過(guò)對(duì)回收石墨尾粉進(jìn)行進(jìn)一步的加工可以使得回收石墨尾粉粒度均勻,形貌上呈現(xiàn)三維石墨片堆積結(jié)構(gòu),通過(guò)三維結(jié)構(gòu)內(nèi)部的多次反射和散射來(lái)消耗入射波來(lái)達(dá)到吸收電磁波的功能。[0012] 單一的石墨化粉的尾料存在屏蔽頻率窄、屏蔽效能相對(duì)較差的缺點(diǎn),本發(fā)明以石墨為導(dǎo)電材料、以磁性添加劑為導(dǎo)磁材料的復(fù)合吸波材料可以將石墨優(yōu)異的導(dǎo)電性和納米結(jié)構(gòu)的磁性添加劑的磁性相結(jié)合,可使
復(fù)合材料同時(shí)具備電損耗和磁損耗,改善單一導(dǎo)電材料的吸波性能。[0013] 優(yōu)選地,步驟(1)所述過(guò)篩的篩網(wǎng)目數(shù)為50~270目,例如:50目、100目、150目、200目或270目等。[0014] 優(yōu)選地,步驟(2)所述再生加工破碎處理的方法包括氣流磨極限破碎、蒸汽磨極限破碎或砂磨中的任意一種或至少兩種的組合。[0015] 優(yōu)選地,所述再生破碎處理的方法為砂磨。[0016] 優(yōu)選地,所述砂磨前將石墨尾粉和溶劑混合,超聲攪拌后倒入砂磨機(jī)。[0017] 不同的負(fù)極石墨回收技術(shù)不同,會(huì)造成尾粉中可能存在金屬雜質(zhì),例如銅,不過(guò)本發(fā)明中無(wú)需去除金屬雜質(zhì),在砂磨過(guò)程中將金屬與石墨混合均勻,金屬雜質(zhì)可增強(qiáng)材料的導(dǎo)電性,能進(jìn)一步提升材料的吸波性能。[0018] 優(yōu)選地,所述溶劑包括乙醇和/或蒸餾水。[0019] 優(yōu)選地,所述超聲攪拌的時(shí)間為0.8~1.2h,例如:0.8h、0.9h、1h、1.1h或1.2h等。[0020] 優(yōu)選地,所述砂磨的時(shí)間為10~90min,例如:10min、20min、30min、50min、60min或90min等。
[0021] 優(yōu)選地,步驟(3)所述磁性添加劑包括鐵氧體和/或磁性氧化物。[0022] 所述鐵氧體包括鋇鐵氧體、錳鋅鐵氧體、鐵酸錳中的任意一種或至少兩種的組合。[0023] 所述磁性氧化物包括四氧化三鐵、四氧化三鈷或氧化鐵中的任意一種或至少兩種的組合。[0024] 優(yōu)選地,所述再生回收石墨尾粉和磁性添加劑的質(zhì)量比為(0.2~0.8):1,例如:0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1或0.8:1等。
[0025] 優(yōu)選地,所述混合的方法包括機(jī)械物理混合和/或溶劑熱混合法。[0026] 第二方面,本發(fā)明提供了一種電磁屏蔽材料,所述電磁屏蔽材料通過(guò)如第一方面所述方法制得。[0027] 第三方面,本發(fā)明提供了一種如第二方面所述電磁屏蔽材料的應(yīng)用,所述電磁屏蔽材料用于制備電子器件或制備通訊設(shè)備的電磁屏蔽材料。[0028] 優(yōu)選地,所述電磁屏蔽材料在應(yīng)用前進(jìn)行性能測(cè)試。[0029] 優(yōu)選地,所述性能測(cè)試包括將電磁屏蔽材料和融化石蠟混合,壓制成同軸環(huán)后測(cè)試其介電和磁導(dǎo)率。[0030] 優(yōu)選地,所述電磁屏蔽材料和融化石蠟的質(zhì)量比為(0.3~0.6):1,例如:0.3:1、0.4:1、0.5:1或0.6:1等。
[0031] 優(yōu)選地,所述應(yīng)用的具體方法包括將所述電磁屏蔽材料與樹(shù)脂混合,得到電磁屏蔽材料漿料,將所述電磁屏蔽材料漿料涂覆在設(shè)備表面后烘干。[0032] 優(yōu)選地,所述樹(shù)脂包括丙烯酸酯、聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂中的任意一種或至少兩種的組合。[0033] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下有益效果:[0034] (1)本發(fā)明對(duì)石墨尾粉進(jìn)行再生處理,可以使得回收石墨尾粉粒度均勻,形貌上呈現(xiàn)三維石墨片堆積結(jié)構(gòu),通過(guò)三維結(jié)構(gòu)內(nèi)部的多次反射和散射來(lái)消耗入射波來(lái)達(dá)到吸收電磁波的功能,以石墨為導(dǎo)電材料、以磁性添加劑為導(dǎo)磁材料的復(fù)合吸波材料可以將石墨優(yōu)異的導(dǎo)電性和納米結(jié)構(gòu)磁性添加劑的磁性相結(jié)合,可使復(fù)合材料同時(shí)具備電損耗和磁損耗,改善單一導(dǎo)電材料的吸波性能。[0035] (2)本發(fā)明通過(guò)調(diào)整再生石墨尾粉和磁性添加劑的比例,在厚度為1.45mm時(shí)吸波最小值可達(dá)?32.3dB的而且有效吸收頻寬可達(dá)4GHz。附圖說(shuō)明[0036] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所述再生回收石墨尾粉的SEM圖。[0037] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所述回收石墨尾粉的SEM圖。[0038] 圖3是本發(fā)明應(yīng)用例1得到電磁屏蔽材料的電磁波吸收曲線(xiàn)圖。[0039] 圖4是應(yīng)用對(duì)比例1得到電磁屏蔽材料的電磁波吸收曲線(xiàn)圖。具體實(shí)施方式[0040] 下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了,所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明,不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。[0041] 實(shí)施例1[0042] 本實(shí)施例提供了一種退役電池石墨負(fù)極回收再利用的方法,所述方法包括以下步驟:[0043] (1)將回收石墨尾粉投入
振動(dòng)篩過(guò)100目篩分去除大顆粒和雜物,獲得過(guò)篩粒度相對(duì)均勻的回收石墨尾粉;[0044] (2)回收石墨尾粉分散于80ml乙醇和蒸餾水1:1的溶液中超聲攪拌處理1h,然后倒入到砂磨機(jī)砂磨40min,混合溶液進(jìn)行抽濾真空烘干得到再生回收石墨尾粉;[0045] (3)將所述再生回收石墨尾粉和納米四氧化三鐵按照質(zhì)量比為0.4:1混合,得到所述電磁屏蔽材料。[0046] 所述再生回收石墨尾粉的SEM圖如圖1所示,所述回收石墨尾粉的SEM圖如圖2所示。[0047] 實(shí)施例2[0048] 本實(shí)施例提供了一種退役電池石墨負(fù)極回收再利用的方法,所述方法包括以下步驟:[0049] (1)將回收石墨尾粉投入振動(dòng)篩過(guò)150目篩分去除大顆粒和雜物,獲得過(guò)篩粒度相對(duì)均勻的回收石墨尾粉;[0050] (2)回收石墨尾粉分散于80ml乙醇和蒸餾水1:1的溶液中超聲攪拌處理1h,然后倒入到砂磨機(jī)砂磨40min,混合溶液進(jìn)行抽濾真空烘干得到再生回收石墨尾粉;[0051] (3)將所述再生回收石墨尾粉和鋇鐵氧體按照質(zhì)量比為0.6:1混合,得到所述電磁屏蔽材料。[0052] 實(shí)施例3[0053] 本實(shí)施例提供了一種退役電池石墨負(fù)極回收再利用的方法,所述方法包括以下步驟:[0054] (1)將回收石墨尾粉投入振動(dòng)篩過(guò)100目篩分去除大顆粒和雜物,獲得過(guò)篩粒度相對(duì)均勻的回收石墨尾粉;[0055] (2)回收石墨尾粉分散于80ml乙醇和蒸餾水1:1的溶液中超聲攪拌處理1h,然后倒入到砂磨機(jī)砂磨40min,混合溶液進(jìn)行抽濾真空烘干得到再生回收石墨尾粉;[0056] (3)將所述再生回收石墨尾粉和錳鋅鐵氧體按照質(zhì)量比為0.2:1混合,得到所述電磁屏蔽材料。[0057] 實(shí)施例4[0058] 本實(shí)施例提供了一種退役電池石墨負(fù)極回收再利用的方法,所述方法包括以下步驟:[0059] (1)將回收石墨尾粉投入振動(dòng)篩過(guò)100目篩分去除大顆粒和雜物,獲得過(guò)篩粒度相對(duì)均勻的回收石墨尾粉;[0060] (2)回收石墨尾粉分散于80ml乙醇和蒸餾水1:1的溶液中超聲攪拌處理1h,然后倒入到砂磨機(jī)砂磨40min,混合溶液進(jìn)行抽濾真空烘干得到再生回收石墨尾粉;[0061] (3)將所述再生回收石墨尾粉和錳鋅鐵氧體按照質(zhì)量比為0.8:1混合,得到所述電磁屏蔽材料。[0062] 對(duì)比例1[0063] 本對(duì)比例與實(shí)施例1區(qū)別僅在于,不進(jìn)行步驟(2)處理,其他條件與參數(shù)與實(shí)施例1完全相同。[0064] 對(duì)比例2[0065] 本對(duì)比例與實(shí)施例1區(qū)別僅在于,不加入磁性添加劑,其他條件與參數(shù)與實(shí)施例1完全相同。[0066] 應(yīng)用例1[0067] 采用實(shí)施例1得到的電磁屏蔽材料與丙烯酸酯混合得到電磁屏蔽涂料,將所述電磁屏蔽涂料用網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀測(cè)試其不同厚度(1.45mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm及3.5mm)下介電和磁導(dǎo)率,計(jì)算得出所述電磁屏蔽材料的吸波數(shù)據(jù),結(jié)果如圖3所示。
[0068] 應(yīng)用對(duì)比例1[0069] 采用對(duì)比例1得到的電磁屏蔽材料與丙烯酸酯混合得到電磁屏蔽涂料,將所述電磁屏蔽涂料用網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀測(cè)試其不同厚度(1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm及3.5mm)下介電和磁導(dǎo)率,計(jì)算得出所述電磁屏蔽材料的吸波數(shù)據(jù),結(jié)果如圖4所示。[0070] 由圖3和圖4可以看出,回收石墨尾粉的吸波性能最小值只有?2.5dB,不滿(mǎn)足吸波性能的要求,而經(jīng)過(guò)本發(fā)明再加工及加入磁性添加劑以后獲得的電磁屏蔽材料的吸波最小值可以達(dá)到?32.3Db,而有效吸收頻寬有4GHZ,厚度僅有1.45mm。[0071] 性能測(cè)試:[0072] 將實(shí)施例1?4和對(duì)比例1得到的電磁屏蔽材料分別與融化的石蠟按照質(zhì)量比為0.6:1混合攪拌均勻,采用磨具壓制成內(nèi)徑2mm,外徑7mm的同軸環(huán)用網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀,獲得再生回收石墨尾粉的介電和磁導(dǎo)率等參數(shù),計(jì)算得出再生回收石墨尾粉的吸波數(shù)據(jù),測(cè)試結(jié)果如表1所示:
[0073] 表1[0074] 吸波最小值(dB) 有效吸收頻寬(GHz)實(shí)施例1 ?32.3 4
實(shí)施例2 ?27.5 2.9
實(shí)施例3 ?14.3 1.96
實(shí)施例4 ?45.6 2
對(duì)比例1 ?2.5 1.2
對(duì)比例2 ?53 2.12
[0075] 由表1可以看出,由實(shí)施例1?4可得,本發(fā)明所述電磁屏蔽材料的吸波最小值可達(dá)?45.3dB以下,有效吸收頻寬可達(dá)2GHz以上,通過(guò)調(diào)整再生石墨尾粉和磁性添加劑的比例,吸波最小值可達(dá)?32.3dB的同時(shí)有效吸收頻寬可達(dá)4GHz。
[0076] 由實(shí)施例1和實(shí)施例3?4對(duì)比可得,再生回收石墨尾粉和磁性添加劑的質(zhì)量比會(huì)影響制得電磁屏蔽材料的性能,將再生回收石墨尾粉和磁性添加劑的質(zhì)量比控制在(0.2~0.8):1,制得電磁屏蔽材料的最小吸波值和有效吸收頻寬均較好,若磁性添加劑占比過(guò)高,會(huì)影響電磁屏蔽材料的阻抗匹配,磁損耗為主,吸波性能下降。若磁性添加劑占比過(guò)低,會(huì)影響電磁屏蔽材料的阻抗匹配,介電損耗為主,電磁波會(huì)在表面反射,吸波性能下降。
[0077] 由實(shí)施例1和對(duì)比例1?2對(duì)比可得,本發(fā)明對(duì)石墨尾粉進(jìn)行再生回收處理,可以使得回收石墨尾粉粒度均勻,形貌上呈現(xiàn)三維石墨片堆積結(jié)構(gòu),通過(guò)三維結(jié)構(gòu)內(nèi)部的多次反射和散射來(lái)消耗入射波來(lái)達(dá)到吸收電磁波的功能,但是單一的石墨化粉的尾料存在屏蔽頻率窄、屏蔽效能相對(duì)較差的缺點(diǎn),本發(fā)明以石墨為導(dǎo)電材料、以磁性添加劑為導(dǎo)磁材料的復(fù)合吸波材料可以將石墨優(yōu)異的導(dǎo)電性和納米結(jié)構(gòu)磁性添加劑的磁性相結(jié)合,可使復(fù)合材料同時(shí)具備電損耗和磁損耗,改善單一導(dǎo)電材料的吸波性能。[0078] 申請(qǐng)人聲明,以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了,任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
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