專利名稱：一種鋰離子電池失效后負(fù)極銅箔片的清洗電化學(xué)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子電池失效后負(fù)極 銅箔片的清洗電化學(xué)方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有電壓高、比能量高、循環(huán)使用次數(shù)多、存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu) 點(diǎn)，不僅在便攜式電子設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用，而且也廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、 電動(dòng)自行車以及電動(dòng)工具等大中型電動(dòng)設(shè)備方面，是目前各大電池廠家發(fā)展
的主要方向。
鋰離子電池由于自身缺陷以及在被濫用情況下會(huì)發(fā)生爆炸、起火等安全 事故。如果能夠準(zhǔn)確有效地判別安全失效原因，那么有利于鋰離子電池生產(chǎn) 制造企業(yè)查找原因進(jìn)行改善，進(jìn)而提高電池安全性能，此外還有利于明確責(zé) <壬的歸屬。
由于鋰離子電池在發(fā)生安全事故失效后，電池破壞嚴(yán)重，殘留線索很少， 大部分的正極片完全燒毀、隔膜熔化，只有負(fù)極片能部分或全部留下，但是 由于極粉、電解液和隔膜等燃燒的殘余膠狀物質(zhì)在負(fù)極片表面附著力很強(qiáng)， 極難將它們?nèi)コ簦瑥亩鴮?dǎo)致無法對(duì)負(fù)極片進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。
現(xiàn)有的一種去除負(fù)極銅箔片表面上燒焦附著物的方法為采用將負(fù)極銅 箔片在丙酮、DMC等有機(jī)溶劑或者在強(qiáng)堿溶液里長(zhǎng)時(shí)間浸泡并進(jìn)行超聲振蕩 的方法，該方法不能有效地去除銅箔片表面的黑色物質(zhì)，而且容易造成銅箔 片損傷，不能保持銅箔片的原貌，最終致使安全失效的分析結(jié)果失真。.
因此，目前迫切要求開發(fā)出一種電池負(fù)極銅箔片的清洗方法，該方法能 夠有效地清除負(fù)極銅箔片表面上的燒焦附著物，不損傷負(fù)極銅箔片的表面狀 態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確分析出電池安全失效事故發(fā)生的原因。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池失效后負(fù)極銅箔片的清洗電化學(xué)方法，該方法能夠有效地清除電池安全失效后負(fù)極銅箔片表面上的 附著物，不破壞負(fù)極銅箔片的表面狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確分析出電池安全失效 事故發(fā)生的原因，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
為此，本發(fā)明提供了 一種鋰離子電池失效后負(fù)極銅箔片的清洗電化學(xué)方
法，其特征在于，包括步驟 配制弱堿性的電解液；
以不銹鋼片、鉛網(wǎng)、石墨片、鈦網(wǎng)、鈦片或石墨片為陽極，以待清洗的 負(fù)極銅蕩片為陰極，分別浸在所述電解液中且接通直流穩(wěn)壓電源，在室溫下 進(jìn)行恒流電解；
恒流電解結(jié)束后，取出負(fù)極銅箔片并用去離子水對(duì)其進(jìn)行沖洗，獲得干 凈的負(fù)極銅箔片。
優(yōu)選地，所述弱堿性電解液為采用弱堿性鈉鹽、堿性鈉鹽和/或堿作為電 解質(zhì)，以去離子水作為溶劑所生成的電解液。
優(yōu)選地，所述電解液采用的電解質(zhì)包括磷酸鈉、硅酸鈉、碳酸鈉、碳酸 氫鈉、氫氧化鈉中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述弱堿性的電解液使用下列組分硅酸鈉0.5 40g/L、磷酸三 鈉10 100g/L、碳酸鈉5 150g/L、碳酸氫鈉10 100g/L、氬氧化鈉0.1 15g/L。
優(yōu)選地，在弱堿性的電解液中對(duì)待清洗的負(fù)極銅箔片進(jìn)行恒流電解時(shí)， 同時(shí)對(duì)電解液進(jìn)行磁力攪拌。
優(yōu)選地，所述恒流電解的電流密度范圍為1~100毫安/平方厘米，進(jìn)行恒 流電解的時(shí)間范圍為0.5 10分鐘。
由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了 一種鋰離子電池失效后負(fù)極銅箔片的清洗電化學(xué)方法，該方法能夠有效地清 除電池安全失效后負(fù)極銅箔片表面上的附著物，不破壞負(fù)極銅箔片的表面狀 態(tài)，有利于對(duì)銅箔物性進(jìn)行分析，準(zhǔn)確分析出電池安全失效事故發(fā)生的原因， 具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。


圖1為本發(fā)明提供的一種鋰離子電池失效后負(fù)極銅箔片的清洗電化學(xué)方 法的流程圖；圖2為應(yīng)用本發(fā)明提供的一種鋰離子電池失效后負(fù)極銅箔片的清洗電化
學(xué)方法的陰極電解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖中，l為直流穩(wěn)壓電源，2為對(duì)電極，3為待清洗負(fù)極銅箔片，4為磁 力攪拌器。
具體實(shí)施例方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施 方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一 步的詳細(xì)說明。
圖1為本發(fā)明提供的一種鋰離子電池失效后負(fù)極銅箔片的清洗電化學(xué)方 法的流程圖。
參見圖1,本發(fā)明提供了一種鋰離子電池失效后負(fù)極銅箔片的清洗電化 學(xué)方法，該方法包括步驟
第一步配制弱堿性的電解液；
所述弱堿性電解液為采用弱堿性鈉鹽、堿性鈉鹽和/或堿作為電解質(zhì)，以 去離子水作為溶劑所生成的電解液； '
具體實(shí)現(xiàn)上，所述電解液采用的電解質(zhì)可以包括磷酸鈉、硅酸鈉、碳酸 鈉、碳酸氬鈉、氳氧化鈉中的一種或幾種。
在本發(fā)明中，所述弱堿性的電解液具體為使用下列組分的電解液
硅酸鈉0.5~40g/L、磷酸三鈉10 100g/L、碳酸鈉5 150g/L、碳酸氬鈉 10 100g/L、氬氧化鈉0.1~15g/L。將上述溶質(zhì)中的幾種依次分散到去離子水 中攪拌至完全溶解后，靜置1小時(shí)待其穩(wěn)定后待用。其中物質(zhì)含量以每升水 中加入溶質(zhì)質(zhì)量數(shù)g/L表示。
上述本發(fā)明采用的電解液具有無揮發(fā)性、無刺激性、腐蝕性較弱、無污 染等優(yōu)點(diǎn)，有利于廣泛的生產(chǎn)應(yīng)用。
第二步以不銹鋼片、鉛網(wǎng)、石墨片、鈦網(wǎng)、鈦片或石墨片為陽極，以
待清洗的負(fù)極銅箔片為陰極，分別浸在所述電解液中且接通直流穩(wěn)壓電源， 在室溫下進(jìn)行恒流電解；
參見圖2，本發(fā)明將發(fā)生爆炸、起火等安全失效事故后的負(fù)極銅箔片3 (即待清洗負(fù)極銅箔片)為陰極，接直流穩(wěn)壓電源1的負(fù)極，不《秀鋼片、鉛網(wǎng)、石墨片、鈥網(wǎng)、鈦片或石墨片作為對(duì)電極2 (陽極)來接直流穩(wěn)壓電源1 的正極，通過直流穩(wěn)壓電源提供直流電，對(duì)陰極進(jìn)行電解。
本發(fā)明在弱堿性的電解液中對(duì)待清洗負(fù)極銅箔片充當(dāng)?shù)年帢O進(jìn)行恒流電
解時(shí)，優(yōu)選為同時(shí)對(duì)電解液利用磁力攪拌器4進(jìn)行磁力攪拌，恒流電解的電 流密度范圍為1 100mA/cm"(毫安/平方厘米)，進(jìn)行恒流電解的時(shí)間范圍為 0.5 10min (分鐘)。
第三步恒流電解結(jié)束后，取出負(fù)極銅箔片并用去離子水對(duì)其進(jìn)行沖洗， 即可清除電池安全失效后負(fù)極銅箔片表面上的附著物(例如為黑色燒焦物)， 獲得干凈的負(fù)極銅箔片。
恒流電解一定時(shí)間后，完成電解操作，斷電將負(fù)極銅箔片取出，用去離 子水沖洗干凈，獲得干凈的負(fù)極銅箔片，然后吹干，即可開始對(duì)干凈的負(fù)極 銅箔片進(jìn)行銅箔物性分析，追溯獲知電池安全失效事故產(chǎn)生的原因。
本發(fā)明提供的 一種鋰離子電池失效后負(fù)極銅箔片的清洗電化學(xué)方法，是 通過在弱堿性電解液中陰極電解析氣的方法除去爆炸起火后電池殘余負(fù)極銅 箔片表面附著燒焦物的技術(shù)。本發(fā)明提供的方法能夠快速、有效地清除殘余 負(fù)極銅箔片表面附著物(如燒焦物)，而且清洗極片的過程中不需要超聲震蕩， 不會(huì)破壞負(fù)極銅箔片的表面狀態(tài)，有利于通過對(duì)銅蕩物性進(jìn)行分析來追溯電 池安全失效事故產(chǎn)生的原因，而且電解液的成分簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，可以多 次重復(fù)利用，清洗操作過程簡(jiǎn)便、快捷。
本發(fā)明提供的方法應(yīng)用于發(fā)生爆炸、起火等安全失效事故的鋰離子電池 殘余極片的清洗，可以適用于方形鋰離子電池、圓形鋰離子電池、聚合物鋰 離子電池、動(dòng)力電池等多種電池在發(fā)生爆炸、起火等安全事故后的殘余物分 析。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。 實(shí)施例1:
分別稱取硅酸鈉5g、磷酸三鈉30g、碳酸鈉55g、氪氧化鈉0.5g依次溶 于1L去離子水中，用圖2所示的磁力攪拌器4強(qiáng)烈攪拌至完全溶解后，靜 置lh使溶液穩(wěn)定。取面積為2000112的不銹鋼片作為陽極、待清洗的電池負(fù) 極片作為陰極，天津中環(huán)電子生產(chǎn)的直流穩(wěn)壓電源提供電流，在如附圖2所示的裝置中進(jìn)行電解。電解條件為溫度室溫、電流密度15mA/cm2、磁力 攪拌、電解時(shí)間3min。電解操作完成后，斷電將負(fù)極片取出以去離子水沖洗， 即可去除表面黑色附著物，然后將清洗過的極片吹干。 實(shí)施例2:
稱取碳酸鈉125g、氫氧化鈉5g依次溶于1L去離子水中，強(qiáng)烈攪拌至完 全溶解得堿性清洗溶液。取面積為200cn^的不銹鋼片作為陽極、待清洗的電 池負(fù)極片作為陰極，進(jìn)行恒流陰極電解，在如附圖2所示的裝置中進(jìn)行電解。 電解條件為溫度室溫、電流密度20mA/cm2、；茲力攪拌、電解時(shí)間lmin。 電解操作完成后，斷電將負(fù)極片取出以去離子水沖洗，吹干。
綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池失效后負(fù) 極銅箔片的清洗電化學(xué)方法，該方法能夠有效地清除電池安全失效后負(fù)極銅 箔片表面上的附著物，不破壞負(fù)極銅箔片的表面狀態(tài)，有利于對(duì)銅箔物性進(jìn) 行分析，準(zhǔn)確分析出電池安全失效事故發(fā)生的原因，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意 義。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn) 飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)^f見為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種鋰離子電池失效后負(fù)極銅箔片的清洗電化學(xué)方法，其特征在于，包括步驟配制弱堿性的電解液；以不銹鋼片、鉛網(wǎng)、石墨片、鈦網(wǎng)、鈦片或石墨片為陽極，以待清洗的負(fù)極銅箔片為陰極，分別浸在所述電解液中且接通直流穩(wěn)壓電源，在室溫下進(jìn)行恒流電解；恒流電解結(jié)束后，取出負(fù)極銅箔片并用去離子水對(duì)其進(jìn)行沖洗，獲得干凈的負(fù)極銅箔片。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述弱堿性電解液為采用弱 堿性鈉鹽、堿性鈉鹽和/或堿作為電解質(zhì)，以去離子水作為溶劑所生成的電解 液。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述電解液采用的電解質(zhì)包 括磷酸鈉、硅酸鈉、碳酸鈉、碳酸氬鈉、氬氧化鈉中的一種或幾種。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述弱堿性的電解液使用下 列組分硅酸鈉0.5~40g/L、磷酸三鈉10 100g/L、碳酸鈉5~150g/L、碳酸氫 鈉10~100g/L、氫氧化鈉0.1 15g/L。
5、 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在弱堿性的電 解液中對(duì)待清洗的負(fù)極銅箔片進(jìn)行恒流電解時(shí)，同時(shí)對(duì)電解液進(jìn)行磁力攪拌。
6、 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述恒流電解 的電流密度范圍為1 100毫安/平方厘米，進(jìn)行恒流電解的時(shí)間范圍為0.5 10 分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鋰離子電池失效后負(fù)極銅箔片的清洗電化學(xué)方法，包括步驟配制弱堿性的電解液；以不銹鋼片、鉛網(wǎng)、石墨片、鈦網(wǎng)、鈦片或石墨片為陽極，以待清洗的負(fù)極銅箔片為陰極，分別浸在所述電解液中且接通直流穩(wěn)壓電源，在室溫下進(jìn)行恒流電解；恒流電解結(jié)束后，取出負(fù)極銅箔片并用去離子水對(duì)其進(jìn)行沖洗，獲得干凈的負(fù)極銅箔片。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池失效后負(fù)極銅箔片的清洗電化學(xué)方法，該方法能夠有效地清除電池安全失效后負(fù)極銅箔片表面上的附著物，不破壞負(fù)極銅箔片的表面狀態(tài)，有利于對(duì)銅箔物性進(jìn)行分析，準(zhǔn)確分析出電池安全失效事故發(fā)生的原因，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。
文檔編號(hào)C25F1/00GK101514477SQ20091006801
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者于申軍, 靜 朱, 陳志奎 申請(qǐng)人:天津力神電池股份有限公司