CN207753130U - 一种废旧锂离子电池电解液回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废旧锂离子电池电解液回收装置，包括3个并排设立的电解液溶解器，以及与各电解液溶解器依次相连的固液分离器、过滤装置、滤液收集装置和减压蒸馏装置；所述电解液溶解器内设有搅拌装置，其顶部设有进料口，底部设有出料口，其出料口连接所述固液分离器的进料口，所述固液分离器的出料口与过滤装置相连，所述过滤装置的出液口则与滤液收集装置相连，所述滤液收集装置的出液口连接减压蒸馏装置。本实用新型中的废旧锂离子电池电解液回收装置分别利用有机溶剂溶出电解液后进行固液分离，从而实现将废旧锂离子电池中的电解液与极片、隔膜材料分离，从而实现各自分别被回收利用的目的。

Description

一种废旧锂离子电池电解液回收装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池回收技术领域，具体涉及一种废旧锂离子电池中电解液回收利用的装置。

背景技术

锂离子电池因其成本低、安全性能好、寿命长、比能量高、无记忆效应、环境友好等显著优点，而被广泛的应用于电子、交通、储能、航天等领域。预计未来数年内，在锂离子电池使用寿命结束后将会产生大量的废旧电池。对于报废的或已经梯次利用过的废旧动力电池，已不具有使用价值，但这些电池中还含有大量的电解液，以及有色金属(铝箔，铜箔)和有价材料(正负极材料)，如果不处理或处理不好，不但会污染环境，而且还会造成资源浪费。目前我国电池的回收率不足2%，这是因为电池是一个复杂的化学体系，电池循环利用并不是一件简单的事情，加之不同厂家的锂电池材料和配方等各不相同，从废旧锂电池中直接回收正极材料、负极材料、电解液、隔膜等高附加值的中间品商业化难度很大。很多学者都在致力于从废旧锂离子电池正极电极材料上回收金属资源的研究。但是，对电解液的回收研究工作还寥寥无几，现有技术中并未存在有效的对废旧锂离子电池内电解液进行回收的工艺方法。

废旧锂电池的电解液中含有电解质六氟磷酸锂、有机溶剂和添加剂，而六氟磷酸锂易与水反应产生氟化氢气体，氟化氢气体有毒且腐蚀性很大；同时电解液中的有机溶剂容易挥发，闪点低，易燃烧。在电池拆解回收的过程中易引起燃烧、爆炸等安全性问题，且在回收中产生的烟气或废水对环境的污染性很大。目前现有的技术大多都是将电池中的电解液倒出，然后经过精馏回收有机溶剂，添加氟化氢后结晶回收六氟磷酸锂。实际上从电池中几乎倒不出电解液，绝大部分电解液都吸附在正负极和隔膜上，使得该方法没有实际意义。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种针对废旧锂离子电池中电解液的回收装置，该装置充分利用废旧锂离子电池结构上的特点，将不同废旧电池组件进行拆卸，然后分别利用有机溶剂溶出电解液后进行固液分离，从而实现将废旧锂离子电池中的电解液与极片、隔膜材料分离，从而实现各自分别被回收利用的目的。利用本实用新型中的回收装置不仅大大降低了锂离子电池回收过程中对环境的污染、降低了回收成本，而且对废旧锂离子电池中的电解液实现了高效回收的目的，尤其适合大规模化进行回收处理。

本实用新型所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本实用新型中体用的废旧锂离子电池电解液回收装置包括3个并排设立的电解液溶解器，以及与各电解液溶解器依次相连的固液分离器、过滤装置、滤液收集装置和减压蒸馏装置；

所述电解液溶解器内设有搅拌装置，其顶部设有进料口，底部设有出料口，其出料口连接所述固液分离器的进料口，所述固液分离器的出料口与过滤装置相连，所述过滤装置的出液口则与滤液收集装置相连，所述滤液收集装置的出液口连接减压蒸馏装置；

所述3个并排设立的电解液溶解器内均装填有机溶剂，且分别处理正极极片、负极极片以及电池隔膜。

本实用新型的原理为将电池拆解分理处正极极片、负极极片和隔膜分别进行回收处理，由于废旧电池中电解液基本上都吸附于极片和隔膜上（呈浸润状态，静置不易流动），所以电解液不会轻易溢出，拆解后立即将分离出的正极极片、负极极片和隔膜进行有机溶剂的浸泡，分别处理有利于后续利用有机溶剂进行浸泡时间、条件的控制，实际处理过程中根据不同的回收组件（极片或者隔膜）进行不同的工艺设计，适用同样的设备，提升了回收效率。

进一步地，为避免搅拌器械引入新的杂质，所述电解液溶解器内搅拌装置为磁力搅拌装置。

进一步地，所述固液分离器包括固液分离腔，所述固液分离腔顶部连接旋转电机、在旋转电机的带动下转动，所述固液分离腔底部设有出料口。

进一步地，所述固液分离腔外部罩设导流套筒，所述导流套筒能够完全包裹所述固液分离腔，且其底部与所述固液分离腔底部出料口相对，设为漏斗状出料口。导流套筒一方面起到保护固液分离腔体的作用，另一方面防止有机液体溅出和有机气体扩散。

进一步地，所述过滤装置为布氏漏斗抽滤装置、真空过滤装置或者超滤膜过滤装置。

进一步地，所述滤液收集装置为玻璃容器。

进一步地，所述电解液溶解器内装填的有机溶剂为环保无毒的有机溶剂碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯中的一种或几种的混合物。

进一步地，为提升固液分离的效果，所述过滤装置数量为2个及以上，采用多级过滤的方法。

进一步地，为了避免有机质的散失，所述回收装置的操作环境温度低于25℃。

进一步地，为了进一步满足环保的要求，所述回收装置整体设于密闭操作空间内，所述操作空间设有有废气处理装置，所述废气处理装置为饱和氢氧化钠溶液过滤装置。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型中的废旧锂离子电池电解液回收装置充分利用废旧锂离子电池结构上的特点，将不同废旧电池组件进行拆卸，然后分别利用有机溶剂溶出电解液后进行固液分离，从而实现将废旧锂离子电池中的电解液与极片、隔膜材料分离，从而实现各自分别被回收利用的目的。利用本实用新型中的回收装置不仅大大降低了锂离子电池回收过程中对环境的污染、降低了回收成本，而且对废旧锂离子电池中的电解液实现了高效回收的目的，尤其适合大规模化进行回收处理。

附图说明

图1为本实用新型中废旧锂离子电池电解液回收装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

本实施例中提供的废旧锂离子电池电解液回收装置具体结构如附图1所示。

该回收装置包括3个并排设立的电解液溶解器101、201和301，内均装填有机溶剂，且分别处理正极极片、负极极片以及电池隔膜。电解溶解器利用玻璃容器或者金属容器均可，主要起到的作用是将分开拆解后的正极极片、负极极片以及电池隔膜经处理后与电解液溶解器中的有机溶剂相混合，从而使正极极片、负极极片以及电池隔膜上的电解液溶解至有机溶剂中。正极极片、负极极片以及电池隔膜在投入电解液溶解器之前可进行破碎处理，有利于电解液在有机溶剂中能够完全溶解。

本实用新型中所使用的有机溶剂优选环保无毒的有机溶剂，如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯中的一种或几种的混合物。

回收装置还包括与各电解液溶解器依次相连的固液分离器、过滤装置、滤液收集装置和减压蒸馏装置。如附图，包括与电解液溶解器101依次相连的固液分离器、过滤装置106、滤液收集装置107和减压蒸馏装置（图中未标示），与电解液溶解器201依次相连的固液分离器、过滤装置206、滤液收集装置207和减压蒸馏装置（图中未标示），与电解液溶解器301依次相连的固液分离器、过滤装置306、滤液收集装置307和减压蒸馏装置（图中未标示）。电解液溶解器内设有搅拌装置（如标号309，本实施例中采用的是磁力搅拌转子，避免搅拌器械引入新的杂质），其顶部设有进料口，底部设有出料口，其出料口连接所述固液分离器的进料口，固液分离器的出料口与过滤装置相连，过滤装置的出液口则与滤液收集装置相连，滤液收集装置的出液口连接减压蒸馏装置。

具体的，固液分离器包括固液分离腔，固液分离腔顶部连接旋转电机、在旋转电机的带动下转动，固液分离腔底部设有出料口。固液分离腔外部罩设导流套筒，导流套筒能够完全包裹所述固液分离腔，且其底部与所述固液分离腔底部出料口相对，设为漏斗状出料口。如左一的固液分离器包括固液分离腔103，固液分离腔103顶部连接旋转电机、在旋转电机的带动下转动，固液分离腔底部设有出料口。固液分离腔外部罩设导流套筒104，导流套筒能够完全包裹所述固液分离腔，且其底部与所述固液分离腔底部出料口相对，设为漏斗状出料口。同样的结构可见于固液分离腔203、导流套筒204以及固液分离腔303、导流套筒304。固液分离腔起到的作用是将于有机溶剂充分接触溶解后的正极极片、负极极片以及电池隔膜和有机溶剂的混合液利用离心力进行初步的分离，导流套筒一方面起到保护固液分离腔体的作用，另一方面防止有机液体溅出和有机气体扩散。固液分离器与过滤装置之间还设有挡板用于防止有机液体在转运过程中的飞溅，挡板位置如附图中105、205和305所示，将导流套筒出料口包围住。

本实施例中的过滤装置优选为布氏漏斗抽滤装置、真空过滤装置或者超滤膜过滤装置，进行有效的固液分离，将溶解了电池电解液的有机溶剂收集至滤液收集装置中，滤液收集装置优选使用玻璃容器，避免金属容器引入金属杂质。为进一步提升固液分离的效果，可将过滤装置数量设为2个及以上，即使用多级过滤的方法。

利用本实施例中的回收装置可有效避免电解液的散失，提升回收效率，同时为了避免有机质的散失，回收装置的操作环境温度优选低于25℃。为了进一步满足环保的要求，将回收装置整体设于密闭操作空间内，所述操作空间设有有废气处理装置，所述废气处理装置为饱和氢氧化钠溶液过滤装置。

为便于显示回收装置的整体结构，减压蒸馏装置未在附图中显示，本实施例中根据处理量的大小选择现有技术中的减压蒸馏装置即可，将得到的有机溶剂溶解电解液的滤液进行减压蒸馏得到有机溶剂和浓缩滤液，将浓缩滤液进行成分测试，然后调节浓度、补充电解质和电池溶剂制成新锂电池电解液，即完成了废旧锂离子电池电解液的回收过程。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种废旧锂离子电池电解液回收装置，其特征在于：

包括3个并排设立的电解液溶解器，以及与各电解液溶解器依次相连的固液分离器、过滤装置、滤液收集装置和减压蒸馏装置；

所述电解液溶解器内设有搅拌装置，其顶部设有进料口，底部设有出料口，其出料口连接所述固液分离器的进料口，所述固液分离器的出料口与过滤装置相连，所述过滤装置的出液口则与滤液收集装置相连，所述滤液收集装置的出液口连接减压蒸馏装置；

所述3个并排设立的电解液溶解器内均装填有机溶剂，且分别处理正极极片、负极极片以及电池隔膜。

2.如权利要求1所述废旧锂离子电池电解液回收装置，其特征在于：所述电解液溶解器内搅拌装置为磁力搅拌装置。

3.如权利要求1所述废旧锂离子电池电解液回收装置，其特征在于：所述固液分离器包括固液分离腔，所述固液分离腔顶部连接旋转电机、在旋转电机的带动下转动，所述固液分离腔底部设有出料口。

4.如权利要求3所述废旧锂离子电池电解液回收装置，其特征在于：所述固液分离腔外部罩设导流套筒，所述导流套筒能够完全包裹所述固液分离腔，且其底部与所述固液分离腔底部出料口相对，设为漏斗状出料口。

5.如权利要求1所述废旧锂离子电池电解液回收装置，其特征在于：所述过滤装置为布氏漏斗抽滤装置、真空过滤装置或者超滤膜过滤装置。

6.如权利要求1所述废旧锂离子电池电解液回收装置，其特征在于：所述滤液收集装置为玻璃容器。

7.如权利要求1所述废旧锂离子电池电解液回收装置，其特征在于：所述电解液溶解器内装填的有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯中的一种或几种的混合物。

8.如权利要求1所述废旧锂离子电池电解液回收装置，其特征在于：所述过滤装置数量为2个及以上。

9.如权利要求1所述废旧锂离子电池电解液回收装置，其特征在于：所述回收装置的操作环境温度低于25℃。

10.如权利要求1所述废旧锂离子电池电解液回收装置，其特征在于：所述回收装置整体设于密闭操作空间内，所述操作空间设有废气处理装置，所述废气处理装置为饱和氢氧化钠溶液过滤装置。