动力锂电池-产业专题

专利情报 | 废旧磷酸铁锂的回收、碳基负极材料、硅氧碳复合材料、带基板电池包

时间:2023-12-19 作者: 来源:深圳电池协会

专利情报第7期

01 废旧磷酸铁锂的回收-宁德时代

02 碳基负极材料-SK

03 硅氧碳复合材料-华为

04 带基板电池包-松下

宁德时代-CN114229816B-一种从废旧磷酸铁锂电池中回收制备正极材料的方法

申请日：2021-11-18

公开(公告)日：2023-04-11

技术问题：亟需提供一种从废旧磷酸铁锂电池中回收制备正极材料的方法，在控制回收成本的同时，能够回收得到纯度高的正极材料，利用回收的正极材料再次制备的电池具有良好性能。

技术手段：一种从废旧磷酸铁锂电池中回收制备正极材料的方法，包括以下步骤：(1)将废旧磷酸铁锂电池放电，干燥所述废旧磷酸铁锂电池内部的电解液，然后破碎得破碎块，再将所述破碎块剥离，得到黑粉；

(2)将步骤(1)得到的黑粉与苯磺酸盐混合，然后于流化床中反应，得到脱去碳、氟的黑粉；

(3)向步骤(2)中所述脱去碳、氟的黑粉中加入酸，固液分离得到溶液A和固体A；然后向所述溶液A中加入碱至沉淀不在生成为止，固液分离得到溶液B和固体B；

(4)将步骤(3)得到的固体A和溶液B混合，加入补锂剂、补铁剂或磷酸盐中的至少一种，得到混合物，然后向所述混合物中加入还原剂，烧结，制得正极材料。

实施例1：一种从废旧磷酸铁锂电池中回收制备正极材料的方法，包括以下步骤：

(1)电池前处理：将回收的38.3kg废旧磷酸铁锂电池置于含1.7％氯化钠(质量浓度)的自来水中，放电4d，然后置于太阳辐射下干燥电池内部电解液。再将电池剪切3次得破碎块，使破碎块(极片)的面积与电池的面积之比约为30％。将破碎块置于剥离液(丙三醇与磷酸三乙酯体积比为1：0.5)中，被剥离液覆没，加热设备升温至170℃，保温2h 20min，搅拌，过筛分离得到固体和分离液，固体为铝、铜箔，进行回收；将含片状活性物质的分离液继续加热，于225℃下保温3h 30min，并回收剥离液，分离出片状活性物质，片状活性物质经研磨、除磁得到9.2kg黑粉。

(2)脱碳、氟：向步骤(1)得到的黑粉中加入25.0g对甲苯磺酸钠，混合；开启流化床的加热器、泵机，加热，泵送空气，并将黑粉泵送至燃烧室进行反应，控制燃烧室加热温度约560℃，燃烧，降温，回收得到9.17kg脱碳、氟的黑粉。

(3)除杂：取1.0kg脱碳、氟的黑粉，用1mol/L磷酸酸洗，固液分离得固体A和溶液A，固体A加水洗涤，备用；向溶液A中加2.6g氢氧化钙，搅拌，调pH至沉淀不再增加，再固液分离得固体B和溶液B，溶液B为含氢氧化锂溶液。

(4)再生正极材料：将固体A和溶液B，混合蒸发除水，测定蒸发后固体中铁、锂、磷酸根摩尔比(mol)＝6.134：6.063：6.181，加0.048mol草酸亚铁、0.060mol碳酸锂(铁、锂、磷酸根摩尔比(mol)＝6.182：6.181：6.183)，再加90g葡萄糖混合，球磨，于氖气环境下，加热至570℃，烧结8h 35min，降温，得到再生的磷酸铁锂正极材料。

技术效果：(1)本发明提出的从废旧磷酸铁锂电池中回收制备正极材料的方法，通过对破碎、剥离、脱碳氟以及除杂过程的控制和优化，在控制回收成本的同时，能够回收得到纯度高的正极材料，利用回收的正极材料再次制备的电池具有良好性能。

(2)本发明提供的回收方法，不仅能够有效减少黑粉中的铝、铜、碳、氟的含量，且在再生正极材料时，只需要补足铁或锂，经碳热还原即可。

SK-CN115966662A-用于锂二次电池的负极活性物质和包括其的锂二次电池

申请日：2022-07-04

公开(公告)日：2023-04-14

技术问题：通过使用硅和碳的复合材料作为负极活性物质来增加锂二次电池容量。然而，在硅-碳复合负极活性物质中，体积膨胀比的差异可能会变得更大，从而导致负极活性物质中的裂纹并使裂纹暴露于电解液中。

技术手段：用于锂二次电池的负极活性物质包括其中包括孔的碳基颗粒、形成在该碳基颗粒的孔的内部或形成在该碳基颗粒表面上的含硅涂层和在该含硅涂层上形成的碳涂层。通过X射线光电子能谱法(XPS)测得的表面的O1s峰的半峰全宽(FWHM)为2.0以上。

由等式3定义的XPS Si2p峰面积比可以为15.0％以下。[等式3]XPS Si2p峰面积比(％)＝{p1/(p1+p2+p3)}*100。在等式3中，p1是通过XPS在负极活性物质的表面上测得的SiO2的Si-O键的峰面积，p2是通过XPS在负极活性物质的表面上测得的SiOx(0

碳基颗粒包括选自活性炭、碳纳米管、碳纳米线、石墨烯、碳纤维、炭黑、石墨、多孔碳、热分解冷冻凝胶、热分解干凝胶和热分解气凝胶等。这些物质可以单独使用或以它们的组合使用。碳基颗粒可以具有无定形结构。

包含在含硅涂层中的硅可以具有无定形结构或通过X射线衍射(XRD)分析测得的7nm以下的微晶尺寸，包含在含硅涂层中的硅的微晶尺寸可以通过等式1测量。

实施例1：硅氧碳复合材料制备方法：使1g的金属锂和5g的联苯均匀分散于10g的乙二醇二甲醚中，磁力搅拌均匀后，在乙二醇二甲醚中形成锂-联苯络合物。继续向原料体系中加入10g的SiO原料，磁力搅拌12小时，然后在室温下通过挥发干燥方式去除乙二醇二甲醚，得到硅氧碳复合材料的前驱体。

在氩气气氛下，对硅氧碳复合材料的前驱体进行煅烧处理，得到实施例1期望的硅氧碳复合材料。其中，该煅烧处理包括：在升温速率为5℃/min的条件下，使硅氧碳复合材料的前驱体升温至900℃，在900℃下对硅氧碳复合材料煅烧2小时。

技术效果：本公开实施例提供的硅氧碳复合材料，基于金属化内核、厚度均匀的碳包覆层、以及分布于碳包覆层外部的多个碳凸起的协同作用，能够显著提高锂离子电池的可逆容量、首效、倍率性能和循环稳定性。

松下-CN116031553A-带基板的电池包

申请日：2021-10-27

公开(公告)日：2023-04-28

技术问题：现有技术中带基板的电池包存在如下技术问题：硬质外壳的成本高；硬质外壳的装配复杂耗时；采用了硬质外壳的电池包对不同设备的适配性差，为了针对不同的设备制造不同的硬质外壳，需要的模具多；体积大。而且，当用作透析机、输液器等医疗设备的后备电源时，通常对电源有便携性要求。

技术手段：提供一种带基板的电池包由以下部分构成：电池；基板，所述基板与所述电池电连接；柔性套管，所述柔性套管包裹所述电池与所述基板而形成电池包。所述柔性套管为热缩套管，所述热缩套管的厚度大于等于0.6mm。

带基板的电池包中，还具有缓冲件，所述缓冲件设置在柔性套管的外部且设置在所述基板上方，所述缓冲件为海绵。在所述基板的边缘形成有安全区域，基板上的元器件设置在安全区域以外的区域。

所述基板通过点焊与所述电池的电极端子电连接。在所述电池与所述基板之间设置有绝缘板。

技术效果：根据本发明的带基板的电池包，结构简单，成本低，便于加工组装，体积小，适用用范围广。