[發明專利]用于鋰電池正負極材料浸潤剝離的裝置及其工作方法

在審

• 申請號: 202010763053.4
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111785985A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 岳金錘;秦海軍;方正飛
• 申請（專利權）人: 曼弗萊德智能制造（江蘇）有限公司
• 主分類號: H01M6/52
• 分類號: H01M6/52;H01M10/54;H01M4/04;H01M10/052
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 毛雨田

用于鋰電池浸潤正負極材料剝離的裝置及其工作方法，本發明將剪切撕碎后的碎料電池依次經過負極材料剝離反應釜??正極材料浸潤反應釜??正極材料剝離反應釜??剩余材料（銅箔鋁箔）清洗箱??剩余材料（銅箔鋁箔）瀝干箱，各反應釜內的溶液分別與碎料電池發生反應，完成正負極材料的回收、清洗、瀝干工序，如此往復循環。反應釜中發生反應產生微量氫氣及高溫（小于等于80攝氏度），高溫將溶液蒸發至空氣中，混合氣體由反應釜上部尾氣口抽出至后端沉淀箱冷卻后回收至尾氣處理中心。能夠對鋰電池正負極材料的剝離以及剩余材料清洗回收實現無人自動化，提高生產效率，避免環境污染。

技術領域

本發明涉及鋰電池正負極材料回收的技術領域。

背景技術

在鋰電池回收過程中，首先需要將回收后的鋰電池利用人工剪切成塊狀，先后浸入不同強堿性混合溶液中，鋰電池與溶液反應，促使正負極材料從塊狀鋰電池上剝離下來，然后分別進行相應過濾，分離，清洗，甩干回收處理。（目前此種技術僅停留在實驗室當中，并未投入至實際生產當中。）然后人工將切塊撕碎后的鋰電池放入溶液中浸潤剝離正負極材料（負極材料主要是石墨，正極材料主要是鈷酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵鋰）以及剩余材料（主要是銅箔鋁箔），清洗后回收。主要存在以下問題：

a.鋰電正負極材料剝離溶液屬強堿性溶液，人工將剪切撕碎的電池塊放入強堿溶液中易飛濺對人身安全造成危害，另外鋰電接觸溶液發生反應會產生微量氫氣及高溫，氫氣易燃，高溫會導致溶液揮發至空氣中污染空氣，危害人身安全;

b.剪開電池后電解液會進入溶液中，會跟隨溶液一起揮發至空氣中，對人身安全及環境污染造成很大危害。

發明內容

本發明目的是提供一種能夠對鋰電池正負極材料的剝離以及剩余材料清洗瀝干回收實現無人自動化，提高生產效率，避免環境污染的用于鋰電池正負極材料浸潤剝離的裝置及其工作方法。

一種用于鋰電池正負極材料浸潤剝離的裝置，包括依次連接的負極材料剝離反應釜、正極材料浸潤反應釜、正極材料剝離反應釜、剩余材料清洗箱、剩余材料瀝干箱，所述負極材料剝離反應釜、正極材料浸潤反應釜、正極材料剝離反應釜、剩余材料清洗箱、剩余材料瀝干箱分別包括設置在架體上的螺旋滾筒,螺旋滾筒上覆蓋上蓋，螺旋滾筒內部設置螺旋葉片機構，螺旋滾筒的一端設置滾筒出料口；螺旋滾筒的兩端分別設置傳動機構，兩個傳動機構通過傳動軸與設置在架體上的調速電機（防爆型）連接；螺旋滾筒上分別設置上端入水口、下端入水口，螺旋滾筒的下部設置出水口，螺旋滾筒的一側設置氮氣注入口，螺旋滾筒的上端面設置抽氣口。

優選的是，本發明螺旋滾筒長度方向的兩側分別設置第一觀察窗口、第二觀察窗口。

優選的是，本發明螺旋滾筒的側壁上分別設置液位計、溫度傳感器。

基于本發明的用于鋰電池浸潤正負極材料剝離裝置的工作方法，包括如下步驟：

S1，剪切撕碎后的電池首先輸送至負極材料剝離反應釜中；

S2，負極材料剝離反應釜中強堿性混合剝離溶液與碎料電池發生反應，碎料電池通過反應釜內部螺旋機構往復運動13-18分鐘與強堿性混合溶液充分接觸浸潤反應致使負極材料從電池塊中剝離融入溶液并留在反應釜中，反應釜中發生反應產生微量氫氣及75-85攝氏度高溫，高溫將溶液蒸發至空氣中，混合氣體由反應釜上部抽氣口抽出至后端沉淀箱冷卻后回收至尾氣處理中心；

S3，負極材料剝離反應釜中的螺旋滾筒將剩余的碎料電池輸送至下一站正極材料浸潤反應釜中；