負極石墨微波修復再生原理

河南巨峰科技公司在“雙碳”背景下，針對退役鋰電池負極石墨粉“高溫碳化、結構損傷、難直接回用”的行業痛點，巨鋒與中國科學院過程工程研究所張鎖江院士團隊成員張海濤博導帶領下共同研發石墨再生技術；廢石墨經輥壓及內部應力造成石墨顆粒破碎，通過對廢舊石墨負極材料人工界面層修復， 剝離酸性后的石墨表面包覆，改善與重構石墨表面電子/離子傳輸通道，歷經5次技術迭代升級，已研發出成套的“廢負極石墨修復再生技術”與全套生產線技術。技術工藝通過對廢負極片熱裂解、酸洗除雜、碳包覆與微波修復四大關鍵步驟完成廢石墨修復再生高性能石墨，已實現產業化并迭代至五代全生產線裝備。

該技術已在南都電源、中創新航、新泰和納米、贛鋒鋰業、貝特瑞、比亞迪等多家鋰電新能源企業應用。此技術不僅能高效回收負極片中的石墨，還能使再生石墨性能接近甚至優于原生石墨性能，從而降低電池成本和環境負擔，該技術具備良好的資源化和產業化前景。我公司對負極片石墨再生技術路線均已具備單條線年1萬噸以上的工業化生產線裝備條件。

   核心工藝與指標如下：

四步驟原理簡述

廢負極片經“無氧熱解 → 酸洗除雜 → 碳包覆 → 微波修復”四大環節完成石墨再生路線，

（1）無氧熱解脫粉：通常在 450–800度，在N?氣氛無氧熱解粘結劑（PVDF）、導電劑，避免石墨氧化，實現石墨與銅箔柔性分離，保留石墨原結構形態利于后續酸洗與修復

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

（3）高溫焙燒碳包覆：通過添加比例有機碳源瀝青、葡萄糖、酚醛樹脂等，在1200度左右無氧高溫焙燒進行碳源包覆，修復表面缺陷，提升導電性與循環穩定性。

（4）微波修復快速加熱石墨，微波可促進包覆碳與石墨表面重構，再次修復晶格缺陷，增強包覆層附著力，提升石墨化度，提高再生石墨綜合性能。

技術指標

技術優勢與主張

1、 經濟效益： 再生石墨的成本通常遠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、環保價值： 減少了石墨開采帶來的環境破壞，同時實現了廢舊電池的高值化利用，符合環保政策。

3、資源安全： 中國雖然是石墨大國，但戰略性資源的循環利用對保障供應鏈安全至關重要。

4、 性能可接受： 高質量的再生石墨產品，其關鍵指標（如容量、效率）可以接近甚至達到新石墨的水平，滿足中低端或部分高端電池的需求。

酸洗廢水工藝簡述

1. 沉淀廢水進調節池攪拌對廢水均質化，使廢水中的pH、SS、氨氮、COD等污染物濃度穩定，避免因污染物濃度不均衡對處理效果影響。

2. 生石灰儲罐投加系統由石灰罐、溶解罐、供水泵、漿液投加泵等組成。生石灰入儲罐，當運行時定量輸送至溶解罐，同時泵入水溶解生石灰，因生石灰遇水放熱，生成氫氧化鈣；在溶解罐中氫氧化鈣溶液以漿液的形式存在。廢水經調節池水質均化后，水泵將廢水泵入中和罐。

3.  酸堿中和：廢水由調節罐入中和系統。中和系統由連續式復合多段酸堿中和系統組成，在酸性條件下，廢水中的Fe3+、Ca2+、Mg2+等金屬離子成游離態；隨著酸性的減弱，金屬離子在水中的溶解度逐漸降低，部分開始以氯化物的形態析出，剩余金屬離子也逐步與OH- 結合生成相應沉淀，隨著pH的升高，溶解在水中的金屬離子被完全去除。反應生成沉淀大部分以懸浮物的形態在中和罐中。

  部分反應方程式如下：

  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：中和后的廢水還需額外添加助凝劑PAC及絮凝劑PAM后再提升至現有高效沉淀罐。PAC與PAM分別由各自制備系統通過操作平臺泵入罐中。其中PAM制備系統由三聯箱組成，罐體采用不銹鋼材質。

5. 污泥處理：沉淀澄清廢水泵入中間罐，中間罐內設水泵，沉淀的污泥從罐下方螺旋送至污泥池。污泥主要成分為酸堿中和后的絮凝沉淀，因含水率高，先壓濾處理。經壓濾后污泥含水40%以下。壓濾的廢水泵入中間水罐。壓濾泥餅外運妥善處置。

6. 石英砂過濾：沉淀后的廢水中存在微量懸浮物，將廢水由中間水罐泵入到石英砂罐，經過濾后排入清水池，此時廢水已經達到排放標準。

負極片回收石墨修復再生設備照片