CN103474720B - 一种用于LiFePO4电池正、负极和隔膜分离的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于LiFePO4电池正、负极和隔膜分离的方法：a、将去除外壳的LiFePO4电池的电芯（含正、负极、隔膜混合物），机械破碎成大小为1cm2~100cm2的碎片；b、给料机将上述碎片均匀给料至传输带，碎片在传输带上平铺并匀速前进，通过在传输带上方设置磁铁，或者采用磁辊，使带磁性的正极材料与负极材料和隔膜分离开；c、将分离正极后得到的负极和隔膜材料浸入水中后，对漂浮在上层的隔膜材料进行收集，对沉在底部的负极材料进行打捞收集，实现负极与隔膜的分离。本发明可以便捷高效的实现大批量LiFePO4电池的正、负极、隔膜的分离，并且避免了使用有机溶剂、高温加热等方法给环境可能带来的危害。

Description

一种用于LiFePO4电池正、负极和隔膜分离的方法
技术领域
本发明内容属于废旧电池回收处理技术领域，具体涉及一种将去除外壳、破碎后的LiFePO 4 电池芯的正极、负极和隔膜分离的方法。
背景技术
锂离子电池的正负极材料、电解质、电解质溶剂等对环境和人体健康具有一定影响。随着废旧锂离子电池数量的增加，污染的累计效应会增大。美国已将锂离子电池归类为一种具有易燃性、浸出毒性、腐蚀性、反应性等有毒有害性的电池，是各类电池中包含毒害性物质最多的电池。电池若被随意抛弃在环境中，有害物质就会进入土壤和水体造成污染，并通过食物链最终进入人和动物体内。另一方面，锂离子电池在滥用的情况下会达到使铝集流体熔化的高温（>700℃），从而导致电池出现冒烟、着火、爆炸等情况。锂离子电池具有较高的比能量，电解液大多为有机易燃物，所以当电池热量产生速度大于散热速度时会出现安全问题。因此，如对报废锂离子电池处置不当，不仅出现燃烧、爆炸等安全性问题，亦会对环境造成相当的危害。故必须对废旧的锂离子电池进行回收处理。
若要对LiFePO4电池的有效组分进行彻底回收，一种方法是去除电池外壳后，先将正、负极片以及隔膜分离，然后分别对正极、负极片做回收处理。在实验室实验中，可以人工将正、负极以及隔膜分离，如专利公开号为CN102017276A（申请号为200980100912.3）的中国专利申请公开了人工分离正极、负极、隔膜的方法，但是在工业生产中，必须有一种简单高效的方法实现此步操作。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于LiFePO4电池正、负极和隔膜分离的工业方法，该方法可以简单高效的分离LiFePO4电池正、负极、隔膜混合物，适用于大批量LiFePO4电池回收工业生产。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术手段是，一种用于LiFePO4电池正、负极和隔膜分离的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将去除外壳的LiFePO4电池的电芯（含正、负极和隔膜混合物），机械破碎成大小为1cm2~100cm2的碎片；
b、给料机将上述碎片均匀给料至传输带，碎片在传输带上平铺并匀速前进，通过在传输带上方设置磁铁，或者采用磁辊，使带磁性的正极材料与负极材料和隔膜分离开；
c、将分离正极后得到的负极和隔膜材料浸入水中后，对漂浮在上层的隔膜材料进行收集，对沉在底部的负极材料进行打捞收集，实现负极与隔膜的分离。
所述磁铁可以为1-3个磁场强度为5000-15000高斯的磁铁，距离传输带表面5cm~50cm。
所述在传输带上方设置磁铁可以为方形、圆形吸盘、圆形筒和方形筒等形状，应保证长为传输带宽度1~1.3倍，保证磁力范围覆盖全部带宽。
所述磁辊的磁场强度5000-15000高斯、数量为1-2个。
所述LiFePO4电池可以是铝塑软包、钢壳或铝壳等种类电池。
上述步骤c中负极和隔膜材料浸入水中比例为每kg料需水2L以上。
本发明的有益效果在于，1）便捷高效的实现大批量LiFePO4电池的正、负极、隔膜的分离，为后续的分离提纯工作奠定基础；2）避免了使用有机溶剂、高温加热等方法给环境可能带来的危害；3）可使用多重磁铁吸附，分离效果好，有效提高了后续正、负极回收产品的纯度，简化回收步骤。
附图说明
图1是本发明所述传输带上方设置磁铁的分离工艺流程图；
图2是本发明所述传输带末端为一个磁辊的分离工艺流程图；
图3是本发明所述传输带末端为两个磁辊的分离工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
如图1所示，一种用于LiFePO4电池正、负极和隔膜分离的方法，包括以下步骤：
a、将去除外壳的LiFePO4铝塑软包电池的电芯（含正、负极和隔膜混合物），机械破碎成大小为1cm2的碎片；
b、如图1所示，将大量上述1cm2的碎片通过给料机1均匀给料至传输带2，传输带2的宽度1m，使碎片在传输带2上平铺并匀速前进。传输带上方设置1个磁场强度为15000高斯、直径为1m的圆形磁铁，吊起的磁铁4距离传输带表面5cm，工作时通过磁力作用吸附正极材料，负极材料和隔膜无吸附作用而继续随传送带前进至末端被收集。停止给料和传输时，对磁铁表面进行清理得到正极材料；
c、将分离得到的负极和隔膜材料1kg浸入3L水中后，对漂浮在上层的隔膜材料进行收集，对沉在底部的负极材料进行打捞收集，实现负极与隔膜的分离。
实施例2
如图2所示，一种用于LiFePO4电池正、负极和隔膜分离的方法，包括以下步骤：
a、将去除外壳的LiFePO4铝壳电池的电芯（含正、负极、隔膜混合物），机械破碎成大小为100cm2的碎片；
b、将大量上述100cm2的碎片通过给料机1均匀给料至传输带2，传输带2的宽度1m，碎片在传输带上平铺并匀速前进。传输带末端为1个磁场强度10000高斯的磁辊3，通过转动实现传送带传动的同时，吸附正极材料，负极和隔膜无吸附力受重力作用先脱离传送带，正极随着磁辊转动至后面再脱离传输带。从而实现正极与负极、隔膜的分离；
c、将分离得到的负极和隔膜材料100kg浸入5m3水中后，对漂浮在上层的隔膜材料进行收集，对沉在底部的负极材料进行打捞收集，实现负极与隔膜的分离。
实施例3
如图3所示，一种用于LiFePO4电池正、负极和隔膜分离的方法，包括以下步骤：
a、将去除外壳的LiFePO4钢壳电池的电芯（含正、负极、隔膜混合物），机械破碎成大小为50cm2的碎片；
b、将大量上述100cm2的碎片通过给料机1均匀给料至传输带2，传输带2的宽度1m，碎片在传输带上平铺并匀速前进。传输带末端为2个磁场强度5000高斯的磁辊3，通过转动实现传送带传动的同时，吸附正极材料，负极和隔膜无吸附力受重力作用先脱离传送带，被吸附的正极材料再次经过一个传输带和磁辊的作用，从而实现正极与负极、隔膜的再次分离；
c、将分离得到的负极和隔膜材料10kg浸入1m3水中后，对漂浮在上层的隔膜材料进行收集，对沉在底部的负极材料进行打捞收集，实现负极与隔膜的分离。

Claims (4)

1.一种用于LiFePO4电池正、负极和隔膜分离的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将去除外壳的LiFePO4电池的电芯，机械破碎成大小为1cm2~100cm2的碎片；
b、给料机将上述碎片均匀给料至传输带，碎片在传输带上平铺并匀速前进，通过在传输带上方设置磁铁，或者采用磁辊，使带磁性的正极材料与负极材料和隔膜分离开；所述磁铁或磁辊的磁场强度为5000-15000高斯；
c、将分离正极后得到的负极和隔膜材料浸入水中后，对漂浮在上层的隔膜材料进行收集，对沉在底部的负极材料进行打捞收集，实现负极与隔膜的分离。
2.如权利要求1所述用于LiFePO4电池正、负极和隔膜分离的方法，其特征在于，所述磁铁数量为1-3个，距离传输带表面5cm~50cm。
3.如权利要求1所述用于LiFePO4电池正、负极和隔膜分离的方法，其特征在于，所述磁辊的数量为1-2个。
4.如权利要求1－3任一所述的用于LiFePO4电池正、负极和隔膜分离的方法，其特征在于，所述LiFePO4电池是铝塑软包、钢壳或铝壳电池。
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