[发明专利]废旧锂离子电池正、负极料的回收装置有效
申请号: | 201510001261.X | 申请日: | 2015-01-04 |
公开(公告)号: | CN104577246B | 公开(公告)日: | 2017-09-05 |
发明(设计)人: | 曹利娜;刘成士;宫璐;张金龙 | 申请(专利权)人: | 合肥国轩高科动力能源有限公司 |
主分类号: | H01M10/54 | 分类号: | H01M10/54 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 230000 安徽省*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 废旧 锂离子电池 负极 回收 装置 | ||
技术领域
本发明涉及一种废旧锂离子电池正、负极料的回收装置。
背景技术
由于锂离子电池与镍镉电池、镍氢电池相比,具有体积小、重量轻、能量密度高、无记忆效应、自放电小、寿命长等优点不仅主导了小型便携式电子产品市场,而且已广泛应用于电动汽车和混合动力电动汽车领域。预计未来锂离子电池产量会随着电动汽车的发展不断增大,而其使用寿命一般在3~5年,因此未来会有大量废旧锂离子电池出现,而对废旧锂离子电池的回收处理已经成为一个日益迫切的问题。现有技术中对废旧锂离子电池的回收方法主要是针对正极料的回收,而对负极料的回收利用鲜少,造成了负极料的浪费,并且对正极料的回收大都是从拆解的电池中先分离出正极片,再从正极片上分离出正极料,这样增加了工艺流程,浪费了劳动力,增加了回收成本,降低了回收效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种废旧锂离子电池正、负极料的回收装置。
对于上述要解决的技术问题,本发明采用的技术方案是:废旧锂离子电池正、负极料的回收装置,包括分离系统、过滤系统及溶剂循环利用系统;
分离系统包括外桶及置于外桶内部且悬挂于外桶壁上的内过滤桶;内过滤桶桶壁及桶底部设有漏孔,外桶底部设有出料阀门及与过滤系统相连的出料管,外桶顶部设有盖体,盖体上设有置于内过滤桶内部的搅拌轴,搅拌轴上设有搅拌桨,搅拌轴通过电机驱动转动而实现搅拌桨转动以使正、负极料与箔材、隔膜分离;
过滤系统包括置于分离系统出料管下端的过滤漏斗及与漏斗相连的储液箱体,储液箱体顶部设有与储液箱体相通的三通阀,三通阀通过自带的阀芯调节旋钮实现储液箱体内部与真空泵或外界环境相连通;
溶剂循环利用系统包括与过滤系统储液箱体相连的出液两通阀、与分离系统外桶相连接的导液管及输液泵。
作为优选,盖体由设置在盖体上部的液压缸控制实现盖体沿外桶横截面或纵截面方向运动以离开外桶。
作为优选,出液两通阀设置在储液箱体侧壁底部,该两通阀通过自带的阀芯调节旋钮实现储液箱体内溶剂进入导液管。
本发明的有益效果是:
操作容易,正、负极料能同时得到回收,减少了作业工序,提高了工作效率,分离效果好,且过滤后的溶剂能直接再次被利用,既环保又降低了回收成本,便于大批量回收。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明废旧锂离子电池正、负极料的回收装置实施例的结构示意图。
图中,1-外桶,2-盖体,3-搅拌轴,4-搅拌桨,5-内过滤桶,6-出料阀门,7-出料管,8-过滤漏斗,9-储液箱体,10-三通阀,11-三通阀阀芯调节旋钮,12-出液两通阀,13-两通阀阀芯调节旋钮,14-导液管。
具体实施方式
以下是一种废旧锂离子电池正、负极料的回收方法:
先将废旧锂离子电池放电,除去外壳,后将电池内芯破碎成2~4cm的碎片,浸入水与乙醇按体积2∶1混合的溶剂中,在机械搅拌辅助下搅拌2~10min,正、负极料与隔膜、箔材等得到分离,后经过过滤回收正、负极料,溶剂可再次被循环使用。其中极性溶剂体系为以一定体积比混合的水与乙醇的混合溶剂体系,废旧锂离子电池可以是磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、三元锂离子电池等。
上述回收方法依据以下分离机理进行:
根据相似相溶原理,锂离子电池正极所用粘结剂聚偏氟乙烯是疏水的,因此在含一定比例水的溶剂中在水的作用下正极料易与箔材发生分离;但是,根据相似相溶原理,锂离子电池负极所用增稠剂羧甲基纤维素钠是亲水的,而所用粘结剂丁苯橡胶是疏水的,在以上两者的协同作用下在含一定比例水的溶剂中负极料也易与箔材发生分离。
图1是一种废旧锂离子电池正、负极料的回收装置,由分离系统、过滤系统及溶剂循环利用系统组成。
分离系统由外桶1及置于外桶1内部且悬挂于外桶壁上的内过滤桶5组成。内过滤桶5的桶壁及桶底部设有漏孔。外桶1底部设有出料阀门6及与过滤系统相连的出料管7,外桶1顶部设有盖体2,盖体2上设有置于内过滤桶5内部的搅拌轴3,搅拌轴3上设有搅拌桨4,搅拌轴3通过电机驱动转动而实现搅拌桨4转动从而使正、负极料与箔材、隔膜分离。
盖体2由设置在盖体2上部的液压缸控制,实现盖体2沿外桶1横截面或纵截面方向运动以离开外桶1。
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