CN211169856U - 一种废旧磷酸铁锂电池回收利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种废旧磷酸铁锂电池回收利用系统，包括预处理系统和修复再生系统，所述预处理系统包括依次设置的自动取芯机、内芯剥离机、物料输送机、切割机和装有N‑甲基吡咯烷酮的浸泡釜，所述修复再生系统包括依次设置的砂磨机、喷雾干燥机和煅烧炉。本实用新型的优点在于：本实用新型废旧磷酸铁锂电池回收利用系统，不涉及酸碱反应，回收利用工序绿色环保；同时，无须进行导电剂的分离，无须多次煅烧，一步煅烧即可得到性能良好的磷酸铁锂正极材料，工艺简单，能耗低，操作环境友好，成本低，适宜工业化大规模应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池回收利用技术领域，特别涉及一种废旧磷酸铁锂电池回收利用系统。
背景技术
随着电动汽车产业快速增长，据中国汽车技术研究中心预测，到2020年，我国电动汽车动力电车年累计报废量将达到32.3万吨的规模。预测表明：今年动力电池回收市场将迅速发展：2018年将达到50亿元规模、2020年达到136亿元规模、2023年达到311亿元规模。
我国在新能源动力布局之初，选择磷酸铁锂为主要发展方向，随着国家对能量密度要求的提高，三元电池的市场占有率逐步提高，目前磷酸铁锂和三元电池基本形成稳定的分配格局，客车、物流车、低俗电动车、储能电站等使用磷酸铁锂电池，家用乘用车使用三元锂电池，因此磷酸铁锂作为动力电池的正极材料已经得到了广泛的应用。
目前，针对磷酸铁锂正极材料的回收再生主要包括以下方法：高温固相法和化学分离法，高温固相法需要对正极材料在氧化性气氛中进行第一次煅烧，除去粘结剂和导电石墨，之后通过测定锂、铁和磷酸的元素比补充所缺元素以及碳源后进行球磨，得到的回收废料预烧料再经过高温煅烧得到再生的磷酸铁锂；化学分离法是将废正极材料经酸溶解后通过调整元素比后加入碱直接得到铁、锂、磷沉淀物，最后加入碳源，经球磨、惰性气氛中煅烧得到新的磷酸铁锂正极材料。
上述方法主要存在的问题在于：高温固相法需要多次煅烧，能耗高；而化学分离法需要用强酸将磷酸铁锂溶解后重新加碱沉淀，球墨后煅烧成型，酸碱用量过大，对环境不够友好。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种废旧磷酸铁锂电池回收利用系统，该系统不涉及酸碱反应，无须进行导电剂的分离，直接得到修复后的磷酸铁锂电池材料，该系统工艺简单，操作环境友好，成本低，适宜工业化大规模应用。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种废旧磷酸铁锂电池回收利用系统，其特创新点在于：包括预处理系统和修复再生系统，
所述预处理系统包括依次设置的自动取芯机、内芯剥离机、物料输送机、切割机和装有N-甲基吡咯烷酮的浸泡釜，
所述自动取芯机用于对废旧磷酸铁锂电池进行切割去头，并取出内芯，分别得到电池内芯和电池外壳；
所述内芯剥离机用于对电池内芯进行分离，得到包裹有正极片的隔膜和负极片；
所述物料输送机用于物料在各种设备之间传输；
所述切割机将包裹有正极片的隔膜进行切割，得到极片，经过风选后得到正极片；
所述装有N-甲基吡咯烷酮的浸泡釜用于对正极片进行溶解粘结剂，进而分离正极活性材料和铝箔；
所述修复再生系统包括依次设置的砂磨机、喷雾干燥机和煅烧炉，
所述砂磨机用于将得到的正极活性材料与适量锂源进行混合；
所述喷雾干燥机用于将正极活性材料和锂源混合后的浆料进行干燥；
所述煅烧炉用于将混合粉料进行高温煅烧，得到磷酸铁锂产品。
进一步地，所述煅烧炉内设有氮气通入装置。
本实用新型的优点在于：本实用新型废旧磷酸铁锂电池回收利用系统，不涉及酸碱反应，回收利用工序绿色环保；同时，无须进行导电剂的分离，无须多次煅烧，一步煅烧即可得到性能良好的磷酸铁锂正极材料，工艺简单，能耗低，操作环境友好，成本低，适宜工业化大规模应用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型废旧磷酸铁锂电池回收利用系统的结构示意图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
实施例
本实施例废旧磷酸铁锂电池回收利用系统，如图1所示，包括预处理系统和修复再生系统。
预处理系统包括依次设置的自动取芯机1、内芯剥离机2、物料输送机3、切割机4和装有N-甲基吡咯烷酮的浸泡釜5，修复再生系统包括依次设置的砂磨机6、喷雾干燥机7和内部设有氮气通入装置的煅烧炉8。
自动取芯机1用于对废旧磷酸铁锂电池进行切割去头，并取出内芯，分别得到电池内芯和电池外壳；内芯剥离机2用于对电池内芯进行分离，得到包裹有正极片的隔膜和负极片；物料输送机3用于物料在各种设备之间传输；切割机4将包裹有正极片的隔膜进行切割，得到极片，经过风选后得到正极片；装有N-甲基吡咯烷酮的浸泡釜5用于对正极片进行溶解粘结剂，进而分离正极活性材料和铝箔。
砂磨机6用于将得到的正极活性材料与适量锂源进行混合；喷雾干燥机7用于将正极活性材料和锂源混合后的浆料进行干燥；煅烧炉8用于将混合粉料进行高温煅烧，得到磷酸铁锂产品。
操作实例
1.将方形废旧磷酸铁锂放电并由上下料机械手送至自动取芯机1。
2.在密闭环境中，自动取芯机1利用切割设备将方形电池两头切割并推出电池内芯，内芯泡于稀碱溶液中对电池中的电解液进行无害化处理。
3.内芯由上下料机械手送至内芯剥离机2，分别得到包裹有隔膜的正极片和负极片。
4.包裹有隔膜的正极片经物料输送机3进入切碎机4，将正极片切割至0.5cm*0.5cm以下尺寸的小片，同时使用风选分离出隔膜。
5.正极碎片经物料输送机3进入浸泡釜5，浸泡釜中加有N-甲基吡咯烷酮（NMP）有机溶剂，于60℃且超声搅拌条件下浸泡1h。
6.浸泡后即可将铝箔和正极活性材料进行分离，NMP循环利用。
7.正极活性材料经烘干得到含有导电剂的回收料，测量铁锂比后与锂源一并进入砂磨机6进行混料。
8.混合浆料进入喷雾干燥机7干燥后进入高温煅烧炉8，在氮气保护气氛升温至650℃并保温6h，即可得到性能修复后的磷酸铁锂正极材料，该材料无须额外添加导电剂即可直接用于正极片的制备。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种废旧磷酸铁锂电池回收利用系统，其特征在于：包括预处理系统和修复再生系统，
所述预处理系统包括依次设置的自动取芯机、内芯剥离机、物料输送机、切割机和装有N-甲基吡咯烷酮的浸泡釜，
所述自动取芯机用于对废旧磷酸铁锂电池进行切割去头，并取出内芯，分别得到电池内芯和电池外壳；
所述内芯剥离机用于对电池内芯进行分离，得到包裹有正极片的隔膜和负极片；
所述物料输送机用于物料在各种设备之间传输；
所述切割机将包裹有正极片的隔膜进行切割，得到极片，经过风选后得到正极片；
所述装有N-甲基吡咯烷酮的浸泡釜用于对正极片进行溶解粘结剂，进而分离正极活性材料和铝箔；
所述修复再生系统包括依次设置的砂磨机、喷雾干燥机和煅烧炉，
所述砂磨机用于将得到的正极活性材料与适量锂源进行混合；
所述喷雾干燥机用于将正极活性材料和锂源混合后的浆料进行干燥；
所述煅烧炉用于将混合粉料进行高温煅烧，得到磷酸铁锂产品。
2.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池回收利用系统，其特征在于：所述煅烧炉内设有氮气通入装置。
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