[發(fā)明專利]廢舊鋰離子電池正極片回收方法及裝置

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• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107275707A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 褚曉東;李旭輝;李寶華;陳志鵬;杜鴻達;康飛宇
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 北京天盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11421
• 代理人: 黃鵬飛

【技術(shù)領域】

本發(fā)明屬于電池技術(shù)領域，尤其涉及一種廢舊鋰離子電池正極片回收方法及適用于該回收方法的裝置。

【背景技術(shù)】

鋰離子電池由于電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長、安全性能好等優(yōu)點而廣泛應用于電動汽車、手機及筆記本中，然而，隨著鋰離子電池的大量應用，廢舊電池的回收變得十分重要。電池回收不僅節(jié)約了原料，更重要的是能夠減少對環(huán)境的污染。

鋰離子電池正極片主要由三部分組成：作為集流體的鋁箔，涂覆于鋁箔表面的正極活性材料(如磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰或三元材料)及聚偏氟乙烯、炭黑等添加劑。對廢舊鋰離子電池拆解后發(fā)現(xiàn)鋁箔表面緊密粘結(jié)有粉體，且難以分離，導致鋁箔回收困難。

現(xiàn)有技術(shù)中，回收正極片中的鋁箔需要將鋁箔完全溶解于酸/堿溶液中，工藝復雜、效率低且分離成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明提出一種廢舊鋰離子電池正極片回收方法及適用于該回收方法的裝置，能夠快速高效的回收正極片中的鋁箔。

本發(fā)明提供的廢舊鋰離子電池正極片回收方法，包括以下步驟：

1)將廢舊鋰離子電池拆解后得到的正極片水洗并烘干；

2)將步驟1)烘干后的正極片完全浸入濃度為1-5mol/L的鹽酸溶液中并在200-600W的超聲功率下超聲10-100s，得到鋁箔及含有從所述正極片上剝落下來的碎片的懸浮液；

3)將步驟2)得到的所述鋁箔從所述懸浮液中取出后水洗并烘干；

4)將步驟2)得到的所述懸浮液進行抽濾以收集濾渣，將所述濾渣水洗后烘干并研磨。

在一個優(yōu)選實施方式中，烘干均是在80-100℃的溫度范圍內(nèi)進行。

在一個優(yōu)選實施方式中，步驟2)中，鹽酸溶液裝于一反應容器內(nèi)，所述反應容器位于一超聲清洗機的水槽中；步驟1)烘干后的正極片由設有多個夾子的旋轉(zhuǎn)盤夾持運輸并進出所述反應容器。

本發(fā)明提供的廢舊鋰離子電池正極片回收裝置，包括反應容器、超聲清洗機及旋轉(zhuǎn)運輸架，所述旋轉(zhuǎn)運輸架包括固定座及固定連接于所述固定座的旋轉(zhuǎn)盤、電機及升降氣缸，所述反應容器位于所述超聲清洗機的水槽中并與所述旋轉(zhuǎn)盤間隔相對設置；所述旋轉(zhuǎn)盤的邊緣固定懸掛有多條連接線，每條連接線遠離所述旋轉(zhuǎn)盤的一端安裝有一個用于夾持正極片的夾子；所述電機能夠驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)盤在水平方向上轉(zhuǎn)動，所述升降氣缸能夠帶動所述旋轉(zhuǎn)盤在豎直方向上移動。

在一個優(yōu)選實施方式中，所述旋轉(zhuǎn)盤在電機的驅(qū)動下進行間歇性轉(zhuǎn)動，每次旋轉(zhuǎn)角度達到預設角度θ后停止轉(zhuǎn)動，停止時長達到預設時間T₁后繼續(xù)轉(zhuǎn)動；所述旋轉(zhuǎn)盤在升降氣缸的帶動下進行間歇性移動，在所述旋轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動時，所述升降氣缸推動所述旋轉(zhuǎn)盤從垂直方向的初始位置移動至最低位置后停止移動，停止時長達到預設時間T₂后再次移動至初始位置。

在一個優(yōu)選實施方式中，所述預設時間T₁的大小等于所述預設時間T₂加上旋轉(zhuǎn)盤從初始位置移動至最低位置的時間及旋轉(zhuǎn)盤從最低位置移動至初始位置的時間。

在一個優(yōu)選實施方式中，當所述旋轉(zhuǎn)盤位于垂直方向的初始位置時，通過夾子所夾持的正極片均位于所述反應容器的上方且部分正極片位于所述反應容器的正上方；當所述旋轉(zhuǎn)盤位于最低位置時，之前位于所述反應容器正上方的部分正極片完全伸入到所述反應容器的內(nèi)部。

在一個優(yōu)選實施方式中，所述反應容器由玻璃制成。

在一個優(yōu)選實施方式中，所述連接線及所述夾子由塑料制成。

使用本發(fā)明提供的廢舊鋰離子電池正極片回收方法回收的鋁箔表面沒有殘留粉體，可以保證90％以上的鋁箔直接回收；該回收方法結(jié)合了化學法和物理法，能夠快速實現(xiàn)鋁箔與表面粉體的分離，并且回收的鋁箔和細粉產(chǎn)物更易于和后續(xù)的回收工藝相結(jié)合。此外，本發(fā)明提供的適用于上述回收方法的裝置機械化程度高，能夠大大的提高回收效率，可批量回收正極片。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明提供的廢舊鋰離子電池正極片回收方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明提供的廢舊鋰離子電池正極片回收裝置的示意圖。

圖3為圖2所示的廢舊鋰離子電池正極片回收裝置的旋轉(zhuǎn)運輸架的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】

請參閱圖1，本發(fā)明提供一種廢舊鋰離子電池正極片回收方法，包括以下步驟：

1)將廢舊鋰離子電池拆解后得到的正極片水洗并烘干；