[发明专利]退役锂离子电池电极材料分段热处理资源化装置及方法

说明书

本发明公开了一种退役锂离子电池电极材料分段热处理资源化装置及方法，属于退役锂离子电池回收领域。包括密封结构的一段加热装置、二段加热装置和尾气处理装置；一段加热装置在螺旋输送装置入料位置处设有星型给料装置，其下半部分在螺旋输送装置的前端下方设有星型卸料装置a，后端下方设有星型卸料装置c，星型卸料装置c下方设有料斗b；二段加热装置内设有链带传动装置，二段加热装置与星型卸料装置a连接，链带传动装置的出料通过星型卸料装置b连接有料斗a；一段加热装置、二段加热装置通过气体管路系统与尾气处理装置相连接。其结构简单，无需添加还原剂，热解效果好，自动化程度高，热解高效环保。

技术领域

本发明涉及一种资源化装置及方法，尤其适用于锂电池回收使用的一种退役锂离子电池电极材料分段热处理资源化装置及方法。

背景技术

退役锂离子电池资源化问题近年来得到广泛的关注，退役锂离子电池高效资源化是解决我国战略性金属资源对外依存度高的关键，也是弱化其对环境污染的有效途径，从环境保护与资源循环的角度出发，退役锂离子电池资源化具有重要的意义。

目前退役锂离子电池资源化面临几大难点：第一是退役锂离子电池细粒级电极材料通过有机粘结剂附着在集流体表面，电极材料与集流体之间以及电极材料颗粒之间难以通过直接机械破碎高效解离，造成大量电极材料的损失，并且有机粘结剂的存在降低电极材料冶金效率。另一方面，正极材料中的高价态过渡金属难以酸浸，在其离子化过程中需要加入还原剂或者对其进行还原预处理，导致冶金成本升高且易于产生二次污染。因此，实现电极材料高效解离以及正极材料中高价态过渡金属还原是解决退役锂离子电池电极材料高效资源化的关键。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种退役锂离子电池电极材料分段热处理资源化装置及方法，工艺流程简单、易于操作，在环境友好前提下实现了电极材料的高效解离以及正极材料中高价态过渡金属还原。

为实现上述目的，本发明的退役锂离子电池电极材料分段热处理资源化装置，包括密封结构的一段加热装置、二段加热装置和尾气处理装置；所述一段加热装置分为上下两部分，上半部分内设有螺旋输送装置，一段加热装置在螺旋输送装置入料位置处设有星型给料装置，一段加热装置的下半部分分别在螺旋输送装置的前端下方设有星型卸料装置a，后端下方设有星型卸料装置c，星型卸料装置c下方设有料斗b

所述二段加热装置内设有链带传动装置，二段加热装置在链带传动装置的入料位置与星型卸料装置a连接，链带传动装置的出料位置在二段加热装置下方通过星型卸料装置b连接有料斗a；

所述一段加热装置、二段加热装置通过气体管路系统与尾气处理装置相连接。

所述的螺旋输送装置所在的一段热处理系统和链带传动装置所在的二段热处理系统入料处分别设有一段惰性气体进气口和二段惰性气体进气口。

所述螺旋输送装置、链带传动装置与尾气处理装置连接的气体管路系统上分别设有止逆阀a和止逆阀b。

所述一段加热装置内的螺旋输送装置与星型卸料装置a之间设有筛网。

一种退役锂离子电池电极材料分段热处理资源化方法，其步骤如下：

S1、利用一段惰性气体进气口向一段加热装置内通入氮气形成氮气氛围，同时对螺旋输送装置所在空间加热至500℃后保持恒温，将退役锂离子电池的正、负电极片与研磨小球一起通过星型给料装置给入一段加热装置，正、负电极片中的有机质被热解脱除，同时正、负电极片在螺旋输送装置的螺旋推动下向前移动，研磨小球撞击热解处理后的电极片促进细粒级正、负电极材料与集流体的解离；