[發明專利]聚合物圓柱鋰離子電池的回收利用方法及其回收利用裝置

有效

• 申請號: 202110202777.6
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN113013515B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 田剛;高金強;王春柱;王宗忠
• 申請（專利權）人: 山東泰一新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;B09B3/00;B09B3/35;B09B101/16
• 代理公司: 濟南譽琨知識產權代理事務所(普通合伙) 37278
• 代理人: 李照蘭

本發明提出一種聚合物圓柱鋰離子電池的回收利用方法及其回收利用裝置，其方法包括拆解、分離、展平、沖口、補邊、卷皮、制電芯、包裝和測試，其設備包括工作臺、切割組件、送料口、分料機構、鋁皮輸送機構、電芯輸送機構、剝離引出機構、沖口機構、補邊機構和充放電試驗箱，切割組件包括切割槽、環切機構和直切機構，鋁皮輸送機構和電芯輸送機構設置在分料機構的兩側，剝離引出機構用來穿過正極片、聚合物隔膜和負極片，沖口機構的沖口端用來將鋁皮的兩側沖制連接口。本發明的工藝流程較短，生產周期短，成本較低，回收利用率較高，而且本發明設備功能較多，安全性好，生產效率較高，空間利用率較高，設計合理，適合大規模推廣。

技術領域

本發明屬于鋰電池生產技術領域，涉及聚合物圓柱鋰離子電池的回收再利用，尤其涉及一種聚合物圓柱鋰離子電池的回收利用方法及其回收利用裝置。

背景技術

由于圓柱鋰離子電池具有能量密度高、安全性好、一致性好等優點，因而廣泛應用于我們的生產生活。根據鋰離子電池所用電解質材料的不同，鋰離子電池分為液態鋰離子電池和聚合物鋰離子電池或塑料鋰離子電池。聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態鋰離子都是相同的，正極材料分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料，負極為石墨，電池工作原理也基本一致；它們的主要區別在于電解質的不同，液態鋰離子電池使用液體電解質，聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質來代替，這種聚合物可以是干態的，也可以是膠態的，大部分采用聚合物凝膠電解質。隨著電子產品更新換代及電動汽車爆發式增長，圓柱鋰電池即將迎來一個報廢高峰，而廢舊鋰離子電池的梯次利用以及回收處理后再利用就成為降低資源消耗與促進環保的重要措施。

目前，聚合物圓柱鋰離子電池包括正極墊片、負極墊片、正極片、負極片和隔膜紙，正極墊片和負極墊片位于電池的兩端，正極片、負極片和隔膜紙卷繞成具有多層結構的電芯。正極片和負極片上通過物理方式填充有活性材料如鋰材料和石墨材料。聚合物圓柱鋰離子電池的回收再利用方法步驟包括，拆解—粉碎—篩選—浸出—凈化—過濾—干燥—除雜—萃取—再生產。不過，經研究發現，大多數聚合物鋰離子電池性能的衰減很大程度上是受到聚合物隔膜的影響，而現有回收再利用的原理則是將廢舊電池的鋰材料和石墨材料富集后重新投入生產，而且也會使用新的聚合物隔膜，這樣的話，生產工序就會非常長，生產周期必然增加，而且對生產設備的要求苛刻，不同工藝程序中還會用到不同的化學用品如硫酸，整個回收處理的生產成本較高，回收再利用率較低。

發明內容

本發明針對上述鋰電池在回收再利用方面所存在的技術問題，提出一種生產工藝較短、生產成本較低且回收利用率較高的聚合物圓柱鋰離子電池的回收利用方法以及設計合理、針對性較強、利用率較高的回收利用裝置。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為，本發明提供的一種聚合物圓柱鋰離子電池的回收利用方法及其回收利用裝置，其中聚合物圓柱鋰離子電池的回收利用方法，包括以下步驟：

步驟a，拆解，在聚合物圓柱鋰離子電池上距離正極端5mm處和距離負極端5mm處進行環切，環切取得正極端切料、中間料和負極端切料，在中間料上沿其軸心線方向進行直線切割，直線切割取得鋁皮和電芯；

步驟b，分離，從正極端切料上取得正極墊片，從負極端切料上取得負極墊片，將電芯分離為正極片、隔膜紙和負極片；

步驟c，展平，將鋁皮、正極片和負極片展平，同時將正極片和負極片上的接線刮掉；

步驟d，沖口，在鋁皮沿其長度方向的兩側邊上沖出多個等間分布的連接口；

步驟e，補邊，裁切兩條鋁邊，在鋁邊上沖壓出連接片，將連接片與連接口壓接并且通過膠水連接后取得補邊鋁皮，將補邊鋁皮的兩側采用熱塑膜包裹；

步驟f，卷皮，將補邊鋁皮卷繞并在直線切割處點焊，取得鋁殼；

步驟g，制電芯，在正極片和負極片上重新點焊用來連接正極墊片和負極墊片的連接線，取新的聚合物隔膜放置于正極片與負極片之間進行卷繞，取得電芯；