負(fù)極石墨微波修復(fù)再生原理

河南巨峰科技公司在“雙碳”背景下，針對(duì)退役鋰電池負(fù)極石墨粉“高溫碳化、結(jié)構(gòu)損傷、難直接回用”的行業(yè)痛點(diǎn)，巨鋒與中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所張鎖江院士團(tuán)隊(duì)成員張海濤博導(dǎo)帶領(lǐng)下共同研發(fā)石墨再生技術(shù)；廢石墨經(jīng)輥壓及內(nèi)部應(yīng)力造成石墨顆粒破碎，通過對(duì)廢舊石墨負(fù)極材料人工界面層修復(fù)， 剝離酸性后的石墨表面包覆，改良與重構(gòu)石墨表面電子/離子傳輸通道，歷經(jīng)5次技術(shù)迭代升級(jí)，已研發(fā)出成套的“廢負(fù)極石墨修復(fù)再生技術(shù)”與全套生產(chǎn)線技術(shù)。技術(shù)工藝通過對(duì)廢負(fù)極片熱裂解、酸洗除雜、碳包覆與微波修復(fù)四大關(guān)鍵步驟完成廢石墨修復(fù)再生高性能石墨，已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并迭代至五代全生產(chǎn)線裝備。

該技術(shù)已在南都電源、中創(chuàng)新航、新泰和納米、贛鋒鋰業(yè)、貝特瑞、比亞迪等多家鋰電新能源企業(yè)應(yīng)用。此技術(shù)不僅能效率回收負(fù)極片中的石墨，還能使再生石墨性能接近甚至優(yōu)于原生石墨性能，從而降低電池成本和環(huán)境負(fù)擔(dān)，該技術(shù)具備良好的資源化和產(chǎn)業(yè)化前景。我公司對(duì)負(fù)極片石墨再生技術(shù)路線均已具備單條線年1萬(wàn)噸以上的工業(yè)化生產(chǎn)線裝備條件。

   巨峰科技負(fù)極石墨微波修復(fù)再生工藝與指標(biāo)如下：

四步驟原理簡(jiǎn)述

廢負(fù)極片經(jīng)“無(wú)氧熱解 → 酸洗除雜 → 碳包覆 → 微波修復(fù)”四大環(huán)節(jié)完成石墨再生路線，

（1）無(wú)氧熱解脫粉：通常在 450–800度，在N?氣氛無(wú)氧熱解粘結(jié)劑（PVDF）、導(dǎo)電劑，避免石墨氧化，實(shí)現(xiàn)石墨與銅箔柔性分離，保留石墨原結(jié)構(gòu)形態(tài)利于后續(xù)酸洗與修復(fù)

（2）酸洗除雜：通過HCl、H?SO?、HF等化工原料聯(lián)合使用；有效除以SEI膜殘留、金屬雜質(zhì)（如Cu、Fe、Al等），升碳純度99.95%以上，且不影響晶體結(jié)構(gòu)。

（3）高溫焙燒碳包覆：通過添加比例有機(jī)碳源瀝青、葡萄糖、酚醛樹脂等，在1200度左右無(wú)氧高溫焙燒進(jìn)行碳源包覆，修復(fù)表面缺兒 陷，升導(dǎo)電性與循環(huán)穩(wěn)定性。

（4）微波修復(fù)快率加熱石墨，微波可促 進(jìn)包覆碳與石墨表面重構(gòu)，再次修復(fù)晶格缺兒 陷，增強(qiáng)包覆層附著力，升石墨化度，提到再生石墨綜合性能。

技術(shù)指標(biāo)

技術(shù)優(yōu)勢(shì)與主張

1、 經(jīng)濟(jì)效益： 再生石墨的成本通常遠(yuǎn)低于新開采和人工合成的石墨，為電池制造商提供了降本空間。

2、環(huán)保價(jià)值： 減少了石墨開采帶來(lái)的環(huán)境破壞，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了廢舊電池的高值化利用，符合環(huán)保政策。

3、資源綠色： 我國(guó)雖然是石墨大國(guó)，但戰(zhàn)略性資源的循環(huán)利用對(duì)保障供應(yīng)鏈全乎至關(guān)重要。

4、 性能可接受： 高質(zhì)量的再生石墨產(chǎn)品，其關(guān)鍵指標(biāo)（如容量、效率）可以接近甚至達(dá)到新石墨的水平，滿足中低端或部分high端電池的需求。

酸洗廢水工藝簡(jiǎn)述

1. 沉淀廢水進(jìn)調(diào)節(jié)池?cái)嚢杈|(zhì)，穩(wěn)定各類污染物濃度，避免影響后續(xù)處理。

2. 生石灰投加系統(tǒng)含石灰罐、溶解罐等設(shè)備，生石灰加水溶解放熱生成氫氧化鈣漿液；均質(zhì)廢水泵入中和罐。

3. 廢水進(jìn)入連續(xù)式中和系統(tǒng)，酸性條件下金屬離子游離，酸性減弱后逐步沉淀，pH 升高后金屬離子被去除，沉淀物留在中和罐。

  部分反應(yīng)方程式如下：

  CuCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Cu(OH)2↓        2FeCl3+3Ca(OH)2=3CaCl2+2Fe(OH)3↓

  FeCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Fe(OH)3↓         MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2↓

  2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O

4. 沉淀澄清：中和后廢水投加 PAC、PAM，泵入高效沉淀罐；藥劑由各自制備系統(tǒng)泵入，PAM 制備系統(tǒng)為不銹鋼三聯(lián)箱。

負(fù)極片回收石墨修復(fù)再生設(shè)備照片