一種鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離裝置及分離方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離裝置及分離方法。本發(fā)明專利技術(shù)分離裝置包括缸體，缸體的一端連接電機(jī)，缸體的上部設(shè)有進(jìn)料口、注液孔、進(jìn)氣孔、出氣孔和感應(yīng)缸體內(nèi)部氣壓的壓力閥，缸體的內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置，缸體的下部設(shè)有出料口；缸體為多層缸體，最內(nèi)層缸體與相鄰缸體之間分布有加熱裝置，最外層缸體與相鄰缸體之間填充有隔熱保溫材料。本發(fā)明專利技術(shù)提供的鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體分離裝置和分離方法，可以最大限度的減少正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體分離的復(fù)雜程度及步驟，極大地提高了效率；本發(fā)明專利技術(shù)分離過程中不涉及有機(jī)溶液及強(qiáng)堿、強(qiáng)酸的使用，清潔無污染，省去了繁瑣的多次分離及轉(zhuǎn)移步驟，具有極高的效率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及鋰離子電池回收循環(huán)利用領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離裝置及分離方法。
技術(shù)介紹
自1991年SONY成功將鋰離子電池推向市場(chǎng)以來，鋰離子電池由于自身存在的獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如能量密度高、自放電小、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無記憶效應(yīng)以及清潔無污染等，受到了廣大消費(fèi)者的青睞。特別是近年來，鋰離子電池成功應(yīng)用于動(dòng)力電池領(lǐng)域，鋰離子電池的生產(chǎn)和消費(fèi)都達(dá)到了空前絕后的規(guī)模。鋰離子電池的大量生產(chǎn)和消費(fèi)，以及鋰離子電池不斷的更新?lián)Q代，導(dǎo)致市場(chǎng)每年會(huì)退役或淘汰有大量的鋰離子廢舊電池。而且，隨著未來鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展以及人類面臨的環(huán)境壓力的不斷增大，具有清潔無污染優(yōu)點(diǎn)的鋰離子電池生產(chǎn)和消費(fèi)必定會(huì)持續(xù)高增長(zhǎng)，這進(jìn)一步使得鋰離子電池報(bào)廢量持續(xù)增大。為實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，對(duì)廢舊鋰離子電池進(jìn)行回收利用顯得尤為重要。目前現(xiàn)有的分離正負(fù)極活性物質(zhì)和對(duì)應(yīng)集流體的方法，主要集中在將正負(fù)極片破碎后采用極性溶劑浸泡然后進(jìn)行攪拌和過濾，高溫加熱后振蕩、過篩分離，將正極電極片在堿溶液（如NaOH等）中浸泡溶解鋁集流體，以及磁選分離等方法。然而，目前傳統(tǒng)的分離方法，流程長(zhǎng)、復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要求較高，且大部分需要經(jīng)過電極片或混合溶液的多次轉(zhuǎn)移，分離效率低下。因此，為提高廢舊鋰離子電池的回收效率，開發(fā)一種高效率的分離正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的方法十分必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)，提供一種鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離裝置與分離方法。本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離裝置，包括缸體，其特征在于，所述缸體的一端連接電機(jī)，所述缸體的上部設(shè)有進(jìn)料口、注液孔、進(jìn)氣孔、出氣孔和感應(yīng)缸體內(nèi)部氣壓的壓力閥，所述缸體的內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置，所述缸體的下部設(shè)有出料口；所述缸體為多層缸體，最內(nèi)層缸體與相鄰缸體之間分布有加熱裝置，最外層缸體與相鄰缸體之間填充有隔熱保溫材料；還包括超聲裝置，所述超聲裝置由伸入缸體內(nèi)部的超聲探頭和位于缸體另一端的超聲發(fā)生器組成。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述缸體內(nèi)部的攪拌裝置是由水平貫穿缸體的攪拌軸以及附著在攪拌軸上的攪拌槳構(gòu)成的，攪拌軸通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述缸體下部設(shè)有用于支撐缸體的第一支架和第二支架。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述缸體為圓柱體。本專利技術(shù)還提供一種鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離方法，包括以下步驟：（1）將鋰離子電池放電完全，對(duì)電池進(jìn)行破殼，提取內(nèi)部電芯并破碎成2-5cm大小的碎片；（2）將碎片由進(jìn)料口轉(zhuǎn)移至分離裝置中，通過注液孔向分離裝置中注入極性溶劑，碎片在極性溶液中浸泡0.5-2h，注入氮?dú)?，打開缸體加熱裝置，溫度升至80-120℃時(shí)，開啟電機(jī)、加熱裝置、攪拌裝置、壓力閥和超聲裝置，超聲攪拌0.5-2h；（3）攪拌結(jié)束后關(guān)閉電機(jī)、加熱裝置、攪拌裝置、壓力閥和超聲裝置，打開缸體下部的出料口，過濾得集流體，濾液收集得正負(fù)極活性物質(zhì)。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述鋰離子電池包括磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、三元鋰離子電池，所述極性溶劑是水與乙醇混合溶劑，水喝乙醇的體積比為2-10:1。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟（2）注入氮?dú)獗３指左w內(nèi)部的壓力為1-2個(gè)大氣壓。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述步驟（2）攪拌速率為200-1000r/min。本專利技術(shù)的有益效果：本專利技術(shù)提供的鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體分離裝置和分離方法，可以最大限度的減少正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體分離的復(fù)雜程度及步驟，極大地提高了效率；本專利技術(shù)分離過程中不涉及有機(jī)溶液及強(qiáng)堿、強(qiáng)酸的使用，清潔無污染，省去了繁瑣的多次分離及轉(zhuǎn)移步驟，具有極高的效率。附圖說明圖1是本專利技術(shù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1-電機(jī)，2-進(jìn)料口，3-注液孔，4-進(jìn)氣孔，5-出氣孔，6-壓力閥；7-超聲探頭，8-攪拌槳，9-攪拌軸，10-缸體，11-第一之間，12-第二支架，13-出料口，14-超聲發(fā)生器，15-電源。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示。一種鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離裝置，包括缸體10，缸體10的一端連接電機(jī)1，優(yōu)選變頻電機(jī)，缸體10的上部設(shè)有進(jìn)料口2、注液孔3、進(jìn)氣孔4、出氣孔5和感應(yīng)缸體10內(nèi)部氣壓的壓力閥6，缸體10的內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置，缸體10下部設(shè)有出料口13；缸體10為多層缸體，最內(nèi)層缸體與相鄰缸體之間分布有加熱裝置，最外層缸體與相鄰缸體之間填充有隔熱保溫材料；還包括超聲裝置，超聲裝置由伸入缸體10內(nèi)部的超聲探頭7和位于缸體10另一端的超聲發(fā)生器14組成。缸體10內(nèi)部的攪拌裝置是由水平貫穿缸體10的攪拌軸9以及附著在攪拌軸9上的攪拌槳8構(gòu)成的，攪拌軸9通過電機(jī)1驅(qū)動(dòng)，攪拌軸9由缸體10兩端固定。缸體10下部設(shè)有用于支撐缸體10的第一支架11和第二支架12。缸體10為圓柱體，且內(nèi)部是粗燥的，可以促進(jìn)攪拌過程中正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的剝離。一種鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離方法如下：步驟a：首先將鋰離子電池放電、破殼后取出內(nèi)部電芯，隨后將電芯破碎成2-5cm大小的碎片；步驟b：將碎片由進(jìn)料口2轉(zhuǎn)移至本專利技術(shù)分離裝置中，同時(shí)通過注液孔3向該分離裝置中注入極性溶劑，碎片在該極性溶劑中浸泡0.5-2h；極性溶劑為水和乙醇的混合溶液，且水和乙醇的體積比為2-10:1；極性溶劑的注入量為缸體體積的0.6-0.80；步驟c：通過進(jìn)氣孔4向本專利技術(shù)分離裝置中注入惰性氣體氮?dú)?，以保證后續(xù)加熱攪拌過程中缸體內(nèi)部的安全性，缸體內(nèi)部的壓力為1-2個(gè)大氣壓；步驟d：打開電源15，加熱裝置對(duì)缸體10進(jìn)行加熱，待溫度上升至80-120℃時(shí)，開啟電機(jī)1、超聲裝置、壓力閥6，攪拌0.5-2h，攪拌速率為200-1000r/min；加熱攪拌過程中，利用缸體內(nèi)部的壓力閥6來感應(yīng)缸體內(nèi)部的壓力，通過進(jìn)氣孔4和出氣孔5來維持缸體內(nèi)部的壓力在1-2個(gè)大氣壓，以達(dá)到保護(hù)缸體，提高缸體使用壽命的目的；在維持內(nèi)部壓力穩(wěn)定的過程中，通過進(jìn)氣孔4，注入惰性氣體氮?dú)?，通過出氣孔5將流出的廢氣通入廢氣回收裝置中，以保證運(yùn)行過程中對(duì)環(huán)境無污染；步驟e：攪拌結(jié)束后，關(guān)閉電機(jī)1、加熱裝置的電源15和超聲裝置，打開缸體10下部的出料口13，混合液進(jìn)行過濾得集流體，濾液收集得正負(fù)極活性物質(zhì)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離裝置，包括缸體，其特征在于，所述缸體的一端連接電機(jī)，所述缸體的上部設(shè)有進(jìn)料口、注液孔、進(jìn)氣孔、出氣孔和感應(yīng)缸體內(nèi)部氣壓的壓力閥，所述缸體的內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置，所述缸體的下部設(shè)有出料口；所述缸體為多層缸體，最內(nèi)層缸體與相鄰缸體之間分布有加熱裝置，最外層缸體與相鄰缸體之間填充有隔熱保溫材料；還包括超聲裝置，所述超聲裝置由伸入缸體內(nèi)部的超聲探頭和位于缸體另一端的超聲發(fā)生器組成。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離裝置，包括缸體，其特征在于，所述缸體的一端連接電機(jī)，所述缸體的上部設(shè)有進(jìn)料口、注液孔、進(jìn)氣孔、出氣孔和感應(yīng)缸體內(nèi)部氣壓的壓力閥，所述缸體的內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置，所述缸體的下部設(shè)有出料口；所述缸體為多層缸體，最內(nèi)層缸體與相鄰缸體之間分布有加熱裝置，最外層缸體與相鄰缸體之間填充有隔熱保溫材料；還包括超聲裝置，所述超聲裝置由伸入缸體內(nèi)部的超聲探頭和位于缸體另一端的超聲發(fā)生器組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離裝置，其特征在于，所述缸體內(nèi)部的攪拌裝置是由水平貫穿缸體的攪拌軸以及附著在攪拌軸上的攪拌槳構(gòu)成的，攪拌軸通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離裝置，其特征在于，所述缸體下部設(shè)有用于支撐缸體的第一支架和第二支架。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與集流體的分離裝置，其特征在于，所述缸體為圓柱體。5.一種鋰離子電池正負(fù)極活性物質(zhì)與...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王豐，方宜，黃剛，武行兵，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：安徽;34