CN106207254A - 一种用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置及回收方法 - Google Patents

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陈兵
左龙龙
胡家佳
代北北
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Abstract

本发明涉及一种用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置及回收方法。包括装有硫酸液的密闭容器，容器的顶部设有用于投放废浆料的加料口，容器的底部设有用于产生气泡的鼓气装置，容器上还连接有用于回收负极活性物质的收料装置以及用于回收正极活性物质的排液装置，收料装置上设有气泵，气泵与控制器相连。由上述技术方案可知，本发明通过在装有硫酸液的密闭容器内投放废浆料，并通过容器底部的鼓气装置产生气泡，利用负极活性材料的疏水性使负极活性材料随气泡浮选出溶液表面并通过收料装置回收，利用正极活性材料溶解于硫酸液的特性，使达到一定饱和度后的正极活性物质通过排液装置排出回收；整个回收装置结构简单，在回收过程中无污染产生。

Description

一种用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置及回收方法
技术领域
本发明涉及电池回收处理领域，具体涉及一种用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置及回收方法。
背景技术
锂离子电池是具有能量密度高、质量轻、寿命长、无记忆性等一系列优良性能的绿色电池，被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等民用及军事应用领域，但其使用寿命一般都不长。随着锂离子电池的广泛应用，产量和消费量逐年攀升，同时报废量也在增加，作为前期合浆用的原料由于参数的变动以及长时间暴露在空气中会导致浆料结块的报废，生产实践当中一般作为废旧物料售卖，或者直接再用于极片拉浆。浆料所用金属资源有限，而且作为废旧物料如果处理不当有可能造成环境污染；结块后的废浆料如果直接用于极片拉浆，粗硬的废浆料颗粒有可能扎破隔膜或者在极片拉浆时扎破极片，使电池内部发生短路，严重影响成品电池的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置，该回收装置能够有效节约资源、保护环境以及降低生产成本。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括装有硫酸液的密闭容器，所述容器的顶部设有用于投放废浆料的加料口，所述容器的底部设有用于产生气泡的鼓气装置，所述的容器上还连接有用于回收负极活性物质的收料装置以及用于回收正极活性物质的排液装置，所述的收料装置上设有气泵，所述的气泵与控制器相连。
所述的鼓气装置包括空心的管体，所述管体的一端封闭且该端位于容器内部，所述管体的另一端通过单向阀与气瓶相连，且该端位于容器外部，所述管体的管壁上均匀布置有鼓气孔，所述的鼓气孔沿管体的长度方向布置。
所述的排液装置包括与容器侧面底部连通的排液管，该排液管上设有排液阀门。
所述的收料装置包括收料管，所述收料管的进口与容器的侧部相连，收料管的出口与容器的顶部相连，所述的收料管上设有气泵，所述的气泵与收料管的进口之间还设有收料口。
所述容器的顶部还设有实时监测液位变化的液位检测计及用于补充硫酸液的补液口。
所述的气瓶为氮气瓶或氩气瓶。
由上述技术方案可知，本发明通过在装有硫酸液的密闭容器内投放废浆料，并通过容器底部的鼓气装置产生气泡，利用负极活性材料的疏水性使负极活性材料随气泡浮选出溶液表面并通过收料装置回收，利用正极活性材料溶解于硫酸液的特性，使达到一定饱和度后的正极活性物质通过排液装置排出回收；整个回收装置结构简单，在回收过程中无污染产生。
本发明的另一目的在于提供一种用于磷酸铁锂电池废浆料的回收方法，包括以下步骤：
（1）将预处理后的磷酸铁锂电池废浆料从加料口倒入装有硫酸液的容器内；
（2）打开气瓶开关及单向阀，向鼓气装置内充气，鼓气装置产生气泡；
（3）通过气泡的作用将负极活性物质带到容器内的液面顶层；
（4）控制器控制气泵打开，通过气泵的抽动回收负极活性物质至收料口；被硫酸液溶解的正极活性物质通过排液装置排出。
所述的步骤（1）中，废浆料的预处理过程是在一定温度的惰性气体环境下进行加热，除去粘结剂，容器内硫酸液的容量根据废浆料的投入量进行配制。
所述的步骤（2）中，鼓气装置在气瓶提供设定的压力后，在溶液中形成气泡。
所述的步骤（3）中，负极活性物质具有疏水性，能够随鼓动装置产生的气泡浮选出溶液表面。
所述的步骤（4）中，溶液表面的气泡在气泵的抽动下在收料口的位置破碎，活性物质进入收料口，剩余的硫酸从收料管的出口重新进入容器，正极活性物质溶解于硫酸液，达到一定饱和度后从排液管中排出。
由上述技术方案可知，本发明的回收方法可以快速分离正负极活性物质，能够有效节约资源，并提高资源的综合回收利用率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示的一种用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置，包括装有硫酸液的密闭容器1，容器1的顶部设有用于投放废浆料的加料口2，容器1的底部设有用于产生气泡的鼓气装置，容器1上还连接有用于回收负极活性物质的收料装置以及用于回收正极活性物质的排液装置，收料装置上设有气泵3，气泵3与控制器4相连。
进一步的，鼓气装置包括空心的管体5，管体5的一端封闭且该端位于容器1内部，管体5的另一端通过单向阀6与气瓶7相连，且该端位于容器1外部，管体5的管壁上均匀布置有鼓气孔51，鼓气孔51沿管体5的长度方向布置。
进一步的，排液装置包括与容器1侧面底部连通的排液管8，该排液管8上设有排液阀门81。
进一步的，收料装置包括收料管9，收料管9的进口与容器1的侧部相连，收料管9的出口与容器1的顶部相连，收料管9上设有气泵3，气泵3与收料管9的进口之间还设有收料口10。
进一步的，容器1的顶部还设有实时监测液位变化的液位检测计11及用于补充硫酸液的补液口12。
进一步的，气瓶7为氮气瓶或氩气瓶。
本发明还提供了一种用于磷酸铁锂电池废浆料的回收方法，包括以下步骤：
（1）将预处理后的磷酸铁锂电池废浆料从加料口倒入装有硫酸液的容器内；
（2）打开气瓶开关及单向阀，向鼓气装置内充气，鼓气装置产生气泡；
（3）通过气泡的作用将负极活性物质带到容器内的液面顶层；
（4）控制器控制气泵打开，通过气泵的抽动回收负极活性物质至收料口；被硫酸液溶解的正极活性物质通过排液装置排出。
进一步的，所述的步骤（1）中，废浆料的预处理过程是在一定温度的惰性气体环境下进行加热，除去粘结剂，容器内硫酸液的容量根据废浆料的投入量进行配制。
进一步的，所述的步骤（2）中，鼓气装置在气瓶提供设定的压力后，在溶液中形成气泡。
进一步的，所述的步骤（3）中，负极活性物质具有疏水性，能够随鼓动装置产生的气泡浮选出溶液表面。
进一步的，所述的步骤（4）中，溶液表面的气泡在气泵的抽动下在收料口的位置破碎，活性物质进入收料口，剩余的硫酸从收料管的出口重新进入容器，正极活性物质溶解于硫酸液，达到一定饱和度后从排液管中排出。
本发明的工作原理及工作过程如下：
如图1所示，将预处理后的磷酸铁锂电池废浆料从加料口倒入容器，一定浓度的硫酸液从补液口中加入；开动气瓶开关，打开单向阀门向鼓气孔鼓气；通过气泡的作用将负极活性物质带到液面顶层；控制器控制气泵打开，通过气泵的抽动回收负极活性物质到收料口，通过液位检测计监测液面变化，正极活性物质溶解在硫酸液中，并通过底部的排液阀排出回收再利用。
实施例：
称取生产废浆料1kg，配置20～30L浓度为0.1～2mol/L的硫酸液，废浆料在惰性气氛下加热1小时除去粘结剂，然后简单分散后投入容器中；容器中加入硫酸液，开启气瓶阀门流量为2～10L，待鼓气孔产生的气泡将负极活性物质带到液面层，控制器控制气泵开启，气泡破碎后负极活性物质到达收料口，残留硫酸液通过气泵的作用回到容器中；时刻检测液面液位，低于气泵管口位置2cm时向补液口加入硫酸液；待收料口不再有负极活性物质出现时，打开容器底部的排液阀，后续通过加碳酸钠回收锂离子。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (11)

1.一种用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置，其特征在于：包括装有硫酸液的密闭容器（1），所述容器（1）的顶部设有用于投放废浆料的加料口（2），所述容器（1）的底部设有用于产生气泡的鼓气装置，所述的容器（1）上还连接有用于回收负极活性物质的收料装置以及用于回收正极活性物质的排液装置，所述的收料装置上设有气泵（3），所述的气泵（3）与控制器（4）相连。
2.根据权利要求1所述的用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置，其特征在于：所述的鼓气装置包括空心的管体（5），所述管体（5）的一端封闭且该端位于容器（1）内部，所述管体（5）的另一端通过单向阀（6）与气瓶（7）相连，且该端位于容器（1）外部，所述管体（5）的管壁上均匀布置有鼓气孔（51），所述的鼓气孔（51）沿管体（5）的长度方向布置。
3.根据权利要求1所述的用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置，其特征在于：所述的排液装置包括与容器（1）侧面底部连通的排液管（8），该排液管（8）上设有排液阀门（81）。
4.根据权利要求1所述的用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置，其特征在于：所述的收料装置包括收料管（9），所述收料管（9）的进口与容器（1）的侧部相连，收料管（9）的出口与容器（1）的顶部相连，所述的收料管（9）上设有气泵（3），所述的气泵（3）与收料管（9）的进口之间还设有收料口（10）。
5.根据权利要求1所述的用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置，其特征在于：所述容器（1）的顶部还设有实时监测液位变化的液位检测计（11）及用于补充硫酸液的补液口（12）。
6.根据权利要求2所述的用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置，其特征在于：所述的气瓶（7）为氮气瓶或氩气瓶。
7.根据权利要求1～6所述的用于磷酸铁锂电池废浆料的回收装置的回收方法，包括以下步骤：
（1）将预处理后的磷酸铁锂电池废浆料从加料口倒入装有硫酸液的容器内；
（2）打开气瓶开关及单向阀，向鼓气装置内充气，鼓气装置产生气泡；
（3）通过气泡的作用将负极活性物质带到容器内的液面顶层；
（4）控制器控制气泵打开，通过气泵的抽动回收负极活性物质至收料口；被硫酸液溶解的正极活性物质通过排液装置排出。
8.根据权利要求7所述的用于磷酸铁锂电池废浆料的回收方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，废浆料的预处理过程是在一定温度的惰性气体环境下进行加热，除去粘结剂，容器内硫酸液的容量根据废浆料的投入量进行配制。
9.根据权利要求7所述的用于磷酸铁锂电池废浆料的回收方法，其特征在于：所述的步骤（2）中，鼓气装置在气瓶提供设定的压力后，在溶液中形成气泡。
10.根据权利要求7所述的用于磷酸铁锂电池废浆料的回收方法，其特征在于：所述的步骤（3）中，负极活性物质具有疏水性，能够随鼓动装置产生的气泡浮选出溶液表面。
11.根据权利要求7所述的用于磷酸铁锂电池废浆料的回收方法，其特征在于：所述的步骤（4）中，溶液表面的气泡在气泵的抽动下在收料口的位置破碎，活性物质进入收料口，剩余的硫酸从收料管的出口重新进入容器，正极活性物质溶解于硫酸液，达到一定饱和度后从排液管中排出。
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