專利名稱：一種廢舊鋰離子電池高效粉碎新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢舊鋰離子電池高效粉碎新工藝，屬?gòu)U舊物資回收技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋰離子電池廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、筆記本電腦、攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)等移動(dòng)電 子產(chǎn)品領(lǐng)域，其平均壽命在500 1000次循環(huán)，使用2 3年后鋰離子電池將失效。廢 舊鋰離子電池主要由正極材料(鈷酸鋰活性物質(zhì))、隔離膜(聚乙烯或聚丙烯膜)、負(fù)極 材料(活性碳素物質(zhì))、有機(jī)電解液、電子電路元件、薄金屬層內(nèi)芯和塑料外殼等組成， 其中活性物質(zhì)鈷酸鋰最值得回收再利用，再生方法主要有高溫?zé)Y(jié)法、濕化學(xué)方法和生 物處理方法。從廢舊鋰離子電池中得到活性物質(zhì)鈷酸鋰，主要有拆解法和直接分離法。(1)拆解法拆解法就是利用人工先將廢舊鋰離子電池中的外層塑料和包裹內(nèi) 芯的金屬殼層剝離，得到鈷鋁膜。然后將鈷鋁膜浸入N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)或 者N-甲基吡咯烷酮(NMP)中數(shù)小時(shí)，取出鋁箔，過(guò)濾得到活性物質(zhì)。這個(gè)過(guò)程耗時(shí)耗 力較長(zhǎng)，且難于保證拆解鋰離子電池的安全和高效，這也是制約廢舊鋰離子電池回收產(chǎn) 業(yè)化的重要因素。(2)直接分離法直接分離法就是先用立式剪碎機(jī)對(duì)廢舊鋰離子電池進(jìn)行破 碎，對(duì)粉碎的產(chǎn)物進(jìn)行篩分(10目)，篩上產(chǎn)物用風(fēng)力搖床進(jìn)行分選，分離得到合成樹(shù)脂 隔板和Al箔、Cu箔、Al外殼片；篩下產(chǎn)物用65目振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，篩上產(chǎn)物為Al箔、 Cu箔、Al外殼片，篩下產(chǎn)物即是LiCoO2和石墨粉末。從LiCoO2和石墨粉末混合物中 回收LiCoO2,常用浮選法、沉浮分離法和灼燒法。直接分離法有效地分離了鈷與鋁，使鋁箔、銅箔以金屬形式進(jìn)行回收，比拆解 法相比，廢舊鋰離子電池正極材料回收處理工藝流程大大簡(jiǎn)化了。但得到LiCoO2和石墨 粉末混合物時(shí)過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)，干法破碎產(chǎn)生的粉塵污染大，對(duì)設(shè)備的密封性要求較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，為了克服了現(xiàn)有處理舊鋰離子電池采用的干法粉碎工藝的缺 點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種采用刀片式?jīng)_擊式破碎機(jī)進(jìn)行濕式破碎的新工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明提出的用于廢舊鋰離子電池濕式高效粉碎新工藝 流程，主要由釋放余電、濕式破碎、篩分等工藝組成。釋放余電是將待處理的廢舊鋰離子電池用5% NaCl溶液進(jìn)行浸泡2h處理，通過(guò) 鹽水浸泡，廢舊鋰離子電池中的余電將自然釋放；濕式破碎在刀片式?jīng)_擊式破碎機(jī)中加水進(jìn)行破碎，破碎時(shí)，可直接將釋放余電 后的廢舊鋰離子通過(guò)進(jìn)料漏斗進(jìn)入刀片式?jīng)_擊式破碎機(jī)中進(jìn)行濕式破碎處理，并在處理 過(guò)程中不斷從高位水池向破碎機(jī)定量供水。篩分是在破碎后的漿料在振動(dòng)篩上進(jìn)行篩分。振動(dòng)篩篩網(wǎng)采用0.25mm篩孔的
3篩網(wǎng)，LiCoO2和石墨粉末混合物等-0.25mm以下物質(zhì)全部富集在篩網(wǎng)下，而包括電池的 內(nèi)芯和塑料外殼、銅箔、鋁箔、隔離膜等+0.25mm以上物質(zhì)一般富集在篩網(wǎng)上。對(duì)篩網(wǎng) 下富集的物料進(jìn)行沉淀，其上清液可以作為回用水返回破碎機(jī)使用，沉淀物用于后續(xù)鈷 酸鋰提純處理；篩網(wǎng)上的物質(zhì)可分類進(jìn)行處理。本發(fā)明工藝流程如附圖所示。其中1為高位水箱，2為閥門(mén)，3為轉(zhuǎn)子流量計(jì)，
4為刀片式?jīng)_擊破碎機(jī)，5為振動(dòng)篩，6為進(jìn)料漏斗；高位水箱的水通過(guò)閥門(mén)、轉(zhuǎn)子流量 計(jì)進(jìn)入刀片式?jīng)_擊破碎機(jī)，廢舊鋰離子電池經(jīng)過(guò)釋放余電處理，通過(guò)進(jìn)料漏斗進(jìn)入刀片 式?jīng)_擊破碎機(jī)并在其內(nèi)進(jìn)行濕式粉碎，粉碎后的固液混合物從破碎機(jī)篩板中排出，進(jìn)入 0.25mm篩孔的振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，0.25mm以下的LiCoO2和石墨粉末混合物等物質(zhì)過(guò)篩進(jìn) 行富集、沉淀后用于后續(xù)鈷酸鋰提純處理；，0.25_以上的電池內(nèi)芯和塑料外殼、銅 箔、鋁箔、隔離膜等+0.25mm以上物質(zhì)一般富集在篩網(wǎng)上，分揀后分類進(jìn)行處理。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了廢舊鋰離子電池的高效粉 碎和選擇性粉碎，破碎時(shí)間短，破碎效果好，能使鈷酸鋰和碳素材料等物質(zhì)全部富集 在-0.25mm以下，不僅為后續(xù)濕法處理、化學(xué)處理和物理處理等回收鈷酸鋰提供了優(yōu)良 的原料，而且大大降低了鈷酸鋰的回收成本。濕式破碎時(shí)能充分利用水流的沖力使粉碎 后的物料及時(shí)排出，減少了過(guò)粉碎。同時(shí)能消除干式破碎時(shí)的粉塵污染，環(huán)境效益好。 濕式破碎還有助于設(shè)備的降溫，保護(hù)破碎機(jī)。本發(fā)明適用于廢舊鋰電池的回收處理。


圖1為廢舊鋰離子電池高效粉碎工藝流程圖；圖 2 為-0.25+0.125mmSEM 圖譜；圖 3 為-0.25+0.125mm XRD 圖譜；圖 4 為-0.125+0.075mmSEM 圖譜；圖 5 為-0.125+0.075mmXRD 圖譜；圖 6 為 _0.075mmSEM 圖譜；
圖 7 為-0.075mm XRD 圖譜；圖中圖號(hào)為1是高位水池；2是閥門(mén)；3是轉(zhuǎn)子流量計(jì)；4是刀片式?jīng)_擊破碎 機(jī)；5是振動(dòng)篩；6是進(jìn)料漏斗。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明具體實(shí)施方式
如圖1所示將要破碎的廢舊鋰離子電池用5% NaCl溶液進(jìn)行浸泡2h處理后，充分釋放余 電，依次啟動(dòng)破碎機(jī)和水流閥門(mén)，由進(jìn)料漏斗6將釋放余電后的廢舊鋰離子電池送入破 碎腔，在刀片式破碎機(jī)的高速運(yùn)動(dòng)沖擊下，廢舊鋰離子電池被擊打成礦漿從破碎機(jī)的篩 板中排出。將排出的礦漿用0.25mm篩孔的振動(dòng)篩進(jìn)行分級(jí)，鈷酸鋰和碳素材料等物質(zhì) 全部富集在-0.25mm以下。而包括電池的內(nèi)芯和塑料外殼、銅箔、鋁箔、隔離膜等物質(zhì) 通常富集在+0.25mm中。實(shí)施例
取待破碎的廢棄鋰離子電池4塊，每塊大小為55.58mmX41.52mm，共重 為84.64g，設(shè)置水流量為500L/h，破碎時(shí)間40s后，得到_0.25mm篩下產(chǎn)物的產(chǎn)率 47.47%。通過(guò)對(duì)-0.25mm以下物料進(jìn)行篩分，分成-0.25+0.125mm、-0.125+0.075mm 和-0.075mm三個(gè)級(jí)別進(jìn)行SEM和XRD分析，分別如圖2 7所示，證實(shí)了廢舊鋰離子 電池經(jīng)沖擊式破碎后，-0.25mm以下物料中主要是鈷酸鋰和石墨的混合物。
權(quán)利要求
1.一種廢舊鋰離子電池高效粉碎新工藝，其特征在于，所述工藝由釋放余電、濕式 破碎、篩分工藝組成；所述釋放余電是將待處理的廢舊鋰離子電池用5% NaCl溶液進(jìn)行 浸泡2h處理；所述濕式破碎是將釋放余電后的廢舊鋰離子電池在刀片式?jīng)_擊式破碎機(jī)中 加水進(jìn)行破碎；所述篩分是將破碎后的漿料在振動(dòng)篩上進(jìn)行篩分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊鋰離子電池高效粉碎新工藝，其特征在于，所述篩 分工藝采用0.25mm篩孔的篩網(wǎng)，篩網(wǎng)下富集的物料進(jìn)行沉淀，沉淀物用于后續(xù)鈷酸鋰提 純處理；篩網(wǎng)上的物質(zhì)可分類進(jìn)行處理。
全文摘要
一種廢舊鋰離子電池高效粉碎新工藝，所述工藝由釋放余電、濕式破碎、篩分工藝組成；所述釋放余電是將待處理的廢舊鋰離子電池用5％NaCl溶液進(jìn)行浸泡2h處理；所述濕式破碎是將釋放余電后的廢舊鋰離子電池在刀片式?jīng)_擊式破碎機(jī)中加水進(jìn)行破碎；所述篩分是將破碎后的漿料在振動(dòng)篩上進(jìn)行篩分，篩網(wǎng)下富集的物料進(jìn)行沉淀，沉淀物用于后續(xù)鈷酸鋰提純處理；篩網(wǎng)上的物質(zhì)可分類進(jìn)行處理。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了廢舊鋰離子電池的高效粉碎和選擇性粉碎，破碎時(shí)間短，破碎效果好，能使鈷酸鋰和碳素材料等物質(zhì)全部富集在-0.25mm以下，為后續(xù)處理等回收鈷酸鋰提供了優(yōu)良的原料，而且大大降低了鈷酸鋰的回收成本。本發(fā)明適用于廢舊鋰離子電池的回收處理。
文檔編號(hào)B09B1/00GK102009054SQ20101051040
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者劉杰, 向速林, 吳彩斌, 張濤, 李敦鈁, 楊柳春, 王成彥, 聶發(fā)輝, 陳鵬 申請(qǐng)人:華東交通大學(xué)