【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及新能源材料回收再生領域，尤其是涉及一種鋰離子電池玻璃陽極材料的制備方法和應用。
技術介紹
1、石墨因其出色的電導性和化學穩定性，已成為鋰離子電池中最常用的陽極材料之一。盡管電池級石墨的成本相當高，但廢舊石墨的回收利用卻常被忽略。近年來，石墨的回收技術取得了顯著進展，其中包括高溫熱處理和化學處理等方法。然而，這些方法通常涉及復雜的工藝流程并可能帶來潛在的環境風險。因此，改善石墨回收過程中的高能耗和環境影響變得尤為緊迫。
2、金屬有機框架材料以其獨特的結構和功能特性，例如高孔隙率、多樣的化學功能性和可調節的孔徑大小，在能源存儲領域展現出巨大潛力。作為鋰離子電池陽極材料時，該材料具有高比表面積和豐富的活性位點，有望提供卓越的儲能容量。然而，金屬有機框架材料作為鋰離子電池陽極材料時面臨著兩大挑戰：一是電池循環過程中材料的骨架破壞可能導致其穩定性下降；二是金屬有機框架材料在電化學應用中表現出較差的電子導電性。
3、作為金屬有機框架材料的一個子類，某些類沸石咪唑酯骨架材料(zeoliticimidazolate?framework,zifs)可以在高溫下熔化，并通過熔融淬火過程轉變為玻璃態，即熔融淬火金屬有機框架玻璃。這類新型玻璃材料不僅具有獨特的結構和化學屬性，而且展示了優異的熱學、機械性能和動態特性。特別是zif-62玻璃，化學式為co[im1.75bim0.25]，其在所有已知金屬有機框架玻璃中顯示出最強的玻璃形成能力。作為一種無序材料，zif-62玻璃的獨特熔融淬火過程賦予其非晶態結構，因而表現
4、然而，就目前關于zif-62玻璃材料作為鋰離子電池電極材料的研究來看，zif-62玻璃材料還需面臨許多挑戰，包括電子導電性差、結構穩定性弱以及可逆容量低等。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的上述問題，本專利技術提供了一種鋰離子電池玻璃陽極材料的制備方法和應用。本專利技術提供的玻璃陽極合成策略不僅符合環境可持續性的要求，還有效提升了zif-62玻璃的電化學性能，并最大限度地發揮廢舊陽極材料中石墨的再生潛力；本專利技術將有助于石墨的高值化利用，同時也將為開發低成本、高性能、可持續的電池技術提供新的視角。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、一種鋰離子電池玻璃陽極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：
4、(1)將含有石墨的陽極廢料研磨后裝入石英反應器中，其負載質量為90-110mg/cm2，電阻為1-5ω；然后，對反應器兩端施加160-190v的電壓進行閃蒸焦耳加熱，通過對反應器施加脈沖電流以實現陽極廢料中石墨的直接再生；待反應完成冷卻至室溫后，即可獲得閃蒸陽極廢料；將閃蒸陽極廢料酸浸干燥后即可得到閃蒸再生石墨；
5、(2)稱取咪唑和苯并咪唑溶解于n,n-二甲基甲酰胺dmf中，然后將co(no3)2·6h2o溶解在上述溶液中攪拌均勻；將混合溶液放入聚四氟乙烯內襯中進行改進的溶劑熱預處理，120-150℃反應24-72h，離心干燥后即可得到zif-62晶體；將精細磨碎的zif-62晶體高溫煅燒，自然冷卻后即可得到zif-62玻璃；
6、(3)將步驟(1)得到的閃蒸再生石墨和炭黑混合，以制備復合導電劑；
7、(4)將步驟(3)制備得到的復合導電劑與步驟(2)制備得到的zif-62玻璃以及粘結劑混合，即得到所述鋰離子電池玻璃陽極材料。
8、優選的，步驟(1)將陽極廢料研磨至過200-300目篩。
9、優選的，步驟(1)對反應器施加脈沖電流的時間是300-700ms。
10、優選的，步驟(1)所述酸浸時使用的是0.1-0.5mol·l-1的稀hcl，酸浸時間為20-60min。
11、更優選的，步驟(1)酸浸過程選用0.1mol·l-1的稀hcl為最佳。
12、更優選的，步驟(1)的制備過程中負載質量以100mg/cm2為最佳。
13、更優選的，步驟(1)樣品電阻以3ω為最佳。
14、更優選的，步驟(1)反應在180v的電壓下進行為最佳。
15、進一步地，步驟(1)所述的制備過程中石英反應器的直徑選用6-10mm。
16、進一步地，步驟(1)的閃蒸焦耳加熱過程中的放電時間由具備延時功能的可編程毫秒級arduino繼電器控制。
17、進一步地，步驟(1)所述的干燥條件為在100-120℃溫度下干燥12-24h。
18、優選的，步驟(2)所述咪唑、苯并咪唑和co(no3)2·6h2o的質量比是1-5：1：3-7，每196mg的咪唑需要23-30ml的n,n-二甲基甲酰胺。
19、優選的，步驟(2)所述干燥的條件為100-120℃的真空條件下干燥12-36h。
20、優選的，步驟(2)所述高溫煅燒時以5-15℃·min-1的升溫速率加熱至440-480℃，保溫2.5-7.5min；整個高溫煅燒過程在氬氣氛圍中進行。
21、更優選的，步驟(2)攪拌時間為0.5-1.5h，以1h為最佳。
22、更優選的，步驟(2)反應溫度以130℃為最佳。
23、更優選的，步驟(2)反應時間以60h為最佳。
24、優選的，步驟(3)所述閃蒸再生石墨與炭黑的質量比為1-3：1-7。
25、更優選的，步驟(3)再生石墨和炭黑的比例以1：3為最佳。
26、優選的，步驟(4)所述zif-62玻璃、復合導電劑和粘結劑的質量比為6-8：1-3：0.8-1。
27、更優選的，步驟(4)zif-62玻璃的質量、復合導電劑的質量和粘結劑的質量比為7：2：1為最佳。
28、本專利技術還提供了所述的方法制備得到的鋰離子電池玻璃陽極材料的應用，將所述陽極材料用于制作鋰離子半電池，制備時將所述陽極材料涂覆于銅箔集流體上，負載量為0.8-1.2mg/cm2。
29、更優選的，組裝成cr2032扣式電池時，陽極材料負載量以1.0mg/cm2為最佳。
30、進一步地，所述的粘結劑為聚偏二氟乙烯即pvdf，使用時采用n-甲基-2吡啶烷酮即nmp為溶劑，質量比為pvdf：nmp＝0.8-1：5-10，攪拌10-30min，以確保形成均勻漿料。
31、本專利技術有益的技術效果在于：
32、1、本專利技術采用的超快閃蒸焦耳加熱技術，以其高效率和環保特性，為石墨回收提供了一種創新的解決方案。這項技術能在短短幾秒內使廢舊石墨得到再生，并可以修復其晶體缺陷和恢復導電性，不僅有助于石墨的高值化利用，而且也為開發低成本、高性能、可持續的電池技術提供新的視角。
33、2、本專利技術通過使用稀酸可以從處理后的廢料中回收貴金屬資源，這有望減輕有毒重金屬對環境的影響本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鋰離子電池玻璃陽極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)將陽極廢料研磨至過200-300目篩。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)對反應器施加脈沖電流的時間是300-700ms。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述酸浸時使用的是0.1-0.5mol·L-1的稀HCl，酸浸時間為20-60min。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述咪唑、苯并咪唑和Co(NO3)2·6H2O的質量比是1-5：1：3-7，每196mg的咪唑需要23-30mL的N,N-二甲基甲酰胺。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述干燥的條件為100-120℃的真空條件下干燥12-36h。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述高溫煅燒時以5-15℃·min-1的升溫速率加熱至440-480℃，保溫2.5-7.5min；整個高溫煅燒過程在氬氣氛圍中進行。
8.根
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)所述ZIF-62玻璃、復合導電劑和粘結劑的質量比為6-8：1-3：0.8-1。
10.權利要求1-9任一項所述的方法制備得到的鋰離子電池玻璃陽極材料的應用，其特征在于，將所述陽極材料用于制作鋰離子半電池，制備時將所述陽極材料涂覆于銅箔集流體上，負載量為0.8-1.2mg/cm2。
...【技術特征摘要】
1.一種鋰離子電池玻璃陽極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)將陽極廢料研磨至過200-300目篩。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)對反應器施加脈沖電流的時間是300-700ms。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)所述酸浸時使用的是0.1-0.5mol·l-1的稀hcl，酸浸時間為20-60min。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述咪唑、苯并咪唑和co(no3)2·6h2o的質量比是1-5：1：3-7，每196mg的咪唑需要23-30ml的n,n-二甲基甲酰胺。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述干燥的...
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