CN104577246B - 废旧锂离子电池正、负极料的回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了废旧锂离子电池正、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。先将废旧锂离子电池经过放电、除去外壳后得到的电池内芯破碎成2～4cm的碎片，再浸入该回收装置的分离系统中的极性溶剂体系中，在机械搅拌辅助下搅拌2～10min，即可使正、负极料与隔膜、箔材等得到分离。然后把正、负极料与极性溶剂混合液通过过滤系统，实现正、负极料与极性溶剂的分离。然后极性溶剂通过溶剂循环利用系统实现重复利用。本发明操作容易，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。

Description

废旧锂离子电池正、负极料的回收装置

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。

过滤系统由置于分离系统出料管7下端的过滤漏斗8及与漏斗8相连的储液箱体9组成。储液箱体9与设置在储液箱体9顶部的三通阀10相通，该三通阀通过三通阀阀芯调节旋钮11实现箱体9内部与真空泵或外界环境相连通，以实现回收正、负极料通过漏斗8过滤与溶剂分离。

循环利用系统由与过滤系统储液箱体9相连的出液两通阀12，与分离系统外桶1相连接的导液管14及输液泵组成。

出液两通阀12设置在储液箱体9侧壁底部，该两通阀12通过两通阀阀芯调节旋钮13实现箱体9内溶剂进入导液管14。

废旧锂离子电池正、负极料的回收装置工作过程如下：

启动盖体2上部的液压缸，使得盖体2先沿外桶1纵截面方向上升到一定高度再沿外桶1横截面方向离开外桶1。关闭出料阀门6，将配制好的乙醇与水的混合溶剂加入外桶1中，将适量电池内芯碎片加入内过滤桶5中，再次启动盖体2上部的液压缸，使盖体2盖合于外桶1。启动电机，使搅拌轴3带动搅拌桨4以一定转速转动2～10min，正、负极料与箔材、隔膜等完全分离。

通过调节两通阀阀芯调节旋钮13，关闭出液两通阀12，然后打开出料阀门6，正、负极料随着溶剂经出料管7进入过滤漏斗8中，而箔材、隔膜等则留在内过滤桶5内(此时打开盖体2，取出内过滤桶5内的箔材、隔膜等，完成后使盖体2盖合于外桶1且关闭出料阀门6)。通过三通阀阀芯调节旋钮11使三通阀10处于储液箱体9内部与真空泵相连通状态。通过真空泵对储液箱体9进行抽真空，使溶剂透过过滤漏斗8进入储液箱体9中，而正、负极料则留在过滤漏斗8中而被回收。待抽滤完毕，使三通阀10处于储液箱体9内部与外界环境相连通状态，此时空气慢慢进入储液箱体9中(完成后，过滤漏斗8中的正、负极料取出即可)。

打开出液两通阀12，溶剂进入导液管14，启动输液泵，溶剂沿着导液管14再次进入外桶1中而被再次利用。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.废旧锂离子电池正、负极料的回收装置，其特征在于：包括分离系统、过滤系统及溶剂循环利用系统；

所述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；所述内过滤桶桶壁及桶底部设有漏孔，所述外桶底部设有出料阀门及与过滤系统相连的出料管，所述外桶顶部设有盖体，所述盖体上设有置于内过滤桶内部的搅拌轴，所述搅拌轴上设有搅拌桨，所述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；

所述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，所述储液箱体顶部设有与储液箱体相通的三通阀，所述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；

所述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。

2.根据权利要求1所述的回收装置，其特征在于：所述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。

3.根据权利要求1所述的回收装置，其特征在于：所述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。