[发明专利]一种退役电池正极极片剥离和浸出的方法与装置

说明书

本发明提供了一种退役电池正极极片剥离和浸出的方法与装置，该方法将拆解后的退役电池正极极片置于剥离釜中，加入双氧水溶液在搅拌和超声条件下使极片上的黏结剂分解从而实现正极极片上活性物质与铝箔的脱离，之后活性物质透过剥离釜内设置的网篮和剥离釜底部出口设置的二次滤网后进入浸出釜中，铝箔被网篮和二次滤网截留从而实现活性物质与铝箔的完全分离。之后向浸出釜中加入无机酸并补充双氧水，在加热和搅拌条件下将活性物质进行溶解浸出，得到的浸出液送往下一步工序除杂后制备电池前驱体材料。本发明的方法在实现活性物质与铝箔的高效分离，简化了工艺步骤，设备系统集成度高，工艺能耗较低，便于实现大规模锂电池回收。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料回收领域，具体设计一种退役电池正极极片剥离和浸出的方法与装置。

背景技术

近年来，随着人类对新能源汽车和便携式设备需求的不断增长，电化学储能在全世界范围内得到了广泛的应用。据预测到2025年新能源汽车渗透率将达到25%，产量将达250万辆，市值将突破万亿元。然而，作为新能源汽车的“心脏”，动力锂电池中含有诸多金属元素和有机物质，退役之后如得不到有效处理将会造成严重的资源浪费和环境污染。基于此，国家出台一系列政策规范指导锂电池回收产业健康发展，相关研究及产业化推进受到了高度重视。

目前废旧锂电池的回收主要采用湿法冶金工艺，即利用无机强酸等对电池活性材料进行溶解浸出，而后采用萃取、沉淀等方法对有价元素进行分离、回收等。无论实行何种工艺，锂电池的拆分都是回收工艺中无法避免的第一个环节。现有技术中，一般采用热处理法、溶剂法、碱溶法等分离正极材料与铝箔集流体。发明专利CN101217206A通过将破碎后的电芯进行热处理实现了集流体的剥离，但该方法需要在高温下进行，能耗较高，且电极残存的有机溶剂在处理过程中会产生有害气体。发明专利CN101212074A采用有机溶剂浸泡正极片从而实现铝箔与正极材料的分离，但采用的有机溶剂（如N,N-二甲基甲酰胺等）存在轻微毒性，且成本较高。发明专利CN101599563 B采用碱溶液对铝箔进行溶解从而分离出正极材料，然而该方法采用强碱造成大量废液，增加后处理难度，且还需要经过多步骤才能实现碱浸滤液中铝的回收。因此，在剥离与后续活性物质浸出、除杂等处理上实现绿色连续性操作，引进物料循环利用系统工程减小能耗，对废旧锂电池的规模化处理具有重要的意义。

发明内容

本发明提出了一种退役电池正极极片剥离和浸出的方法与装置，所述方法将退役电极废旧正极极片经双氧水溶液预浸泡，之后经搅拌和超声强化浸泡实现正极极片上活性物质与铝箔的分离，并且向得到的剥离浆料中加入无机酸并补充双氧水可实现对活性物质的有效浸出。本发明所述方法操作过程中无二次污染物产生，实现了对双氧水的有效利用，具有集成度高、流程简单、能耗低等优点。

实现本发明的技术方案是：

一种退役电池正极极片剥离和浸出的装置，包括剥离釜和浸出釜，所述剥离釜和浸出釜通过物料传输管路相连，所述剥离釜内设有剥离搅拌桨、网篮和超声探头，所述浸出釜内设有浸出搅拌桨。

所述剥离搅拌桨和超声探头的底端均置于网篮中，剥离搅拌桨与变频调速装置Ⅰ相连。

所述剥离釜上设有电动提升装置，电动提升装置通过液压杆将剥离釜顶部与剥离釜支架连接，可通过电动提升装置控制剥离釜顶部的上下左右移动，从而实现剥离釜顶部与底部的分离。

所述浸出釜上还设有给酸电磁阀、给双氧水电磁阀和补料口，浸出釜内设有pH计，浸出釜外壁上设有电加热套。

所述浸出搅拌桨与变频调速装置Ⅱ相连。

所述物料传输管路与水平的夹角为15~75°，网篮所采用筛网的目数为5-50目。

一种退役电池正极极片剥离和浸出的方法，具体为：将退役电极废旧正极极片经双氧水溶液预浸泡，之后经搅拌和超声强化浸泡实现正极极片上活性物质与铝箔的分离，并且向得到的剥离浆料中加入无机酸并补充双氧水可实现对活性物质的有效浸出。