[實用新型]一種廢棄電池的控制破碎裝置及其回收系統

有效

• 申請號: 200720196364.7
• 申請日: 2007-12-24
• 公開（公告）號: CN201134481Y
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 許開華
• 申請（專利權）人: 深圳市格林美高新技術股份有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M6/52
• 代理公司: 深圳市永杰專利商標事務所
• 代理人: 陳小耕

技術領域

本實用新型涉及一種環境保護和回收設備，更具體地說，本實用新型涉及一種含鋁廢棄電池的回收生產技術和設備。

背景技術

鋰離子二次電池，自1990年實現商業化生產應用以來，由于具有體積小、重量輕、貯電能力大、充電速度快、使用溫度范圍寬、工作時間長和長循環使用壽命等諸多優點，因而被廣泛應用于攝像機、移動電話、筆記本電腦以及便攜式測量儀器等。

鋰離子二次電池，包括金屬或塑料的外殼和內容的電芯，電芯包括正極、負極、隔離膜，一般，正極活性材料由約90％鈷酸鋰粉末、7-8％碳黑導電劑、3-4％有機粘合劑組成，正極活性材料涂附在鋁片集電體上；負極活性材料由約94％的碳素粉末、5-6％有機粘合劑組成，負極活性材料涂附在銅片集電體上。鋰離子電池經過一定次數的充放電后，會因為電極膨脹、容量下降而報廢；在生產過程中也會有大量的材料報廢。

隨著技術和經濟的發展，鋰離子電池的使用量逐年不斷增長，報廢的鋰離子電池也將逐年大幅度增加。以常見的手機鋰離子電池為例，其中鈷含量約為15％，鋰含量約為0.1％，而鈷是重金屬元素，會對環境造成極大的危害。對廢舊鋰離子電池或生產廢料進行回收，不僅可以消除有害物質對環境的污染，而且還可以充分利用資源，因而具有重要的環境意義和潛在的經濟價值?，F在，隨著整個社會的環保意識逐漸加強，以及自然資源的日益緊缺，回收利用廢棄鋰離子二次電池中的資源物質、減少廢棄電池對環境的污染已經日益引起業界的關注。

在將鋰離子二次電池破殼后，其中的金屬、塑料外殼和內容的隔離膜，很容易采用重力、風力、磁力等物理分離方法加以分離回收或處理；而其中的正、負極活性材料和鋁片、銅片集電體中：銅片集電體的比重、機械韌性等物理性能乃至商業利用價值與其上的碳素粉末、有機粘合劑差別較大，因而相對容易分離處理；與此相比，鋁片集電體的比重乃至商業利用價值與其上的正極活性材料鈷酸鋰粉末的差別均較小，隨著資源日益緊張，正極材料具有越來越高的市場價格和利用價值，因此，對正極材料的分離回收的要求相對較高。

在此方面，有申請號為200510018601.6的中國專利申請文件公開了一種從廢舊鋰離子電池中分離回收鈷的方法，其特征是：在廢舊鈷酸鋰電池放電后進行物理拆解，得到含有鈷酸鋰的正極材料，將該正極材料進行煅燒或經有機溶劑浸泡后剝離正極材料上的鋁片，得到含鈷酸鋰的黑色固體物料，將含鈷酸鋰的黑色固體物料置于酸性條件下用H₂O₂或Na₂S₂O₃作為還原劑，加熱溶解得到含有Co²⁺和Li⁺的溶液，再以NaOH溶液為沉淀劑，將溶液中的Co²⁺離子轉化成Co(OH)₂沉淀，靜置后過濾。據稱該方法操作簡單、方便、節能，對環境不造成影響；且該方法鈷的純度和回收率都較高。

還有申請號為200580020560.2的中國專利申請文件公開了一種鋰電池處理方法在該處理方法中，將具有設置在正極集電體上的正極活性材料的片狀正極浸入草酸溶液中。由于該草酸處理可以將正極活性材料中包含的所有鋰元素溶解至草酸溶液中，利用由正極活性材料與草酸之間的反應生成的氧氣，可以使附著物如正極活性材料從正極集電體自分離。正極活性材料中所含的過渡金屬元素通過草酸處理轉化成不溶性過渡金屬化合物(草酸鹽、氧化物等)。據稱，經過簡單方法如過濾就可以容易地將溶解出的鋰元素與不溶性過渡金屬元素分離。

上述處理方法采用干法或濕法將鈷酸鋰與鋁片分離，分離過程耗能較大、或仍會對環境造成一定污染，而且無論干法、濕法都只能將90％鈷酸鋰粉末提純幾個百分點，難以保證經濟運行。

發明內容

針對現有技術的上述缺點，本實用新型的目的是要提供一種廢棄電池的控制破碎裝置及其設備系統，該裝置和設備系統具有如下優點：分離過程耗能較少、回收過程能大幅減少環境污染，回收得到的鈷酸鋰粉末接近原有的90％純度，便于經濟運行。