一種超級電容器的資源化回收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能量儲存器件的無害化處理及原材料的回收方法，尤其涉及一種超級電容器的資源化回收方法，屬于能源材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電化學(xué)雙電層電容器又稱超級電容器(super capacitors)，極端電容器等，是介于二次電池與傳統(tǒng)靜電電容器之間的新型能量儲存器件，比傳統(tǒng)靜電電容器有更高的能量密度，比二次電池有更大的功率密度。其具有功率密度高、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬、循環(huán)穩(wěn)定性好、免維護(hù)、環(huán)境友好等優(yōu)點，已經(jīng)在軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、油電混合動力車、電子器件的后備電源等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]超級電容器主要由活性炭組成的電極和有機(jī)溶劑組成的電解液構(gòu)成，如果將單體直接丟棄處理務(wù)必會污染環(huán)境，同時也造成浪費。隨著超級電容器應(yīng)用越來廣泛，服役期滿后報廢的超級電容器單體也越來越多，如何無害化處理這種儲能器件，同時盡可能的回收其中有利用價值的成分，成為影響其發(fā)展的重要因素。
[0004]關(guān)于超級電容器及其電極材料的回收方法，現(xiàn)有技術(shù)中已有報道，如中國發(fā)明專利(公開號:CN103915263A)公開一種超級電容器及其電極材料的回收方法，但是該專利存在嚴(yán)重不足，其沒有考慮對環(huán)境影響最大的電解液或有機(jī)溶劑的處理方法，因為，這是實現(xiàn)超級電容器無害化處理最重要的一點。另外，其在進(jìn)行電極粉材料回收時未考慮清除殘余的鋁箔、鋁肩，這會引入大量金屬離子雜質(zhì)，導(dǎo)致回收的電極粉材料不適宜再用于超級電容器的制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出了一種環(huán)境友好、且能提高回收材料的再使用價值的超級電容器的資源化回收方法。
[0006]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種超級電容器的資源化回收方法，該回收方法包括:將放電完畢的超級電容器單體拆解獲得電芯和電極片；其中，
[0007]電芯經(jīng)蒸餾得到電解液溶劑；
[0008]電極片經(jīng)剪切、研磨、過篩后，分離得到電極粉和鋁箔，電極粉用去離子水洗滌，分離上層水溶液和洗滌后的電極粉，然后向洗滌后的電極粉中加入堿性水溶液再次洗滌，最后將電極粉進(jìn)行高溫活化處理，得到回收的電極粉材料。
[0009]本發(fā)明超級電容器的資源化回收方法中，先將超級電容器進(jìn)行短路放電，放電完畢后拆解超級電容器單體，得到電極片、電芯、外殼、引出端子、隔膜等超級電容器單體的重要組成部件，分類回收。
[0010]然后將其中的電芯進(jìn)行蒸餾得到電解液溶劑，避免含有的電解液對環(huán)境產(chǎn)生影響，實現(xiàn)無害化處理。而一般電解液溶劑為乙腈或碳酸丙烯酯的單一溶劑，所以當(dāng)電解液溶劑為乙腈時，控制溫度為100°c即可蒸餾出乙腈，當(dāng)電解液溶劑為碳酸丙烯酯時，控制溫度為250°C可以蒸餾出碳酸丙烯酯，或者通過減壓蒸餾蒸餾出碳酸丙烯酯。
[0011]同時，將電極片經(jīng)處理后分離得到電極粉和鋁箔，電極粉再經(jīng)去離子水和堿性水溶液洗滌，避免回收得到的電極粉中含有大量金屬雜質(zhì)，影響電極粉材料的再利用。因此，本發(fā)明不僅無害化處理了超級電容器，同時盡可能的回收其中有利用價值的成分進(jìn)行再利用，實現(xiàn)了超級電容器的資源化回收。
[0012]作為優(yōu)選，本發(fā)明的電極材料為活性炭電極材料。
[0013]在上述的一種超級電容器的資源化回收方法中，電極片剪切成小于5cm2的碎片。
[0014]在上述的一種超級電容器的資源化回收方法中，過篩使用的篩網(wǎng)的孔徑為10-100目。
[0015]本發(fā)明將電極片剪切成小于5cm2的碎片，并進(jìn)行研磨，使電極粉從鋁箔上脫落，然后經(jīng)過孔徑為10-100目的篩網(wǎng)過篩處理，分離出鋁箔和電極粉，回收鋁箔。
[0016]在上述的一種超級電容器的資源化回收方法中，電極粉用去離子水洗滌至少一次。
[0017]在上述的一種超級電容器的資源化回收方法中，分離出的上層水溶液經(jīng)蒸餾得到電解質(zhì)鹽。分離出的上層水溶液中只有水和電解質(zhì)鹽，因此除去水分后即得到電解質(zhì)鹽。
[0018]本發(fā)明用去離子水多次洗滌電極粉，然后用濾紙或者無紡布等過濾材料分離出水溶液，水溶液經(jīng)蒸餾得到電解質(zhì)鹽，實現(xiàn)了電解質(zhì)鹽與電極粉的分離，不僅回收了電解質(zhì)鹽，還使回收的電極粉的純度更高。
[0019]在上述的一種超級電容器的資源化回收方法中，活化處理的方法為堿活化或二氧化碳活化。
[0020]作為優(yōu)選，堿活化使用的堿為Κ0Η。
[0021]在上述的一種超級電容器的資源化回收方法中，活化處理的溫度為500-1000°C。
[0022]本發(fā)明將電極粉進(jìn)行活化處理可以清除碳粉空隙中積累的雜質(zhì)，使回收得到的電極粉材料更適宜用于超級電容器的制造。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在保證廢舊的超級電容器單體的無害化處理的同時，在不引入有機(jī)溶劑等有害物質(zhì)的基礎(chǔ)上，有效地將構(gòu)成單體的主要材料進(jìn)行回收再利用，不僅實現(xiàn)了超級電容器全壽命周期的環(huán)境友好性，而且提高了電極、電解液等主要材料的再使用價值。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明超級電容器的資源化回收方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]以下是本發(fā)明的具體實施例，并結(jié)合【附圖說明】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0026]以下實施例電解液溶劑均為乙腈。
[0027]實施例1:
[0028]參照圖1超級電容器的資源化回收方法的流程圖，先將超級電容器進(jìn)行短路放電，放電完畢后拆解超級電容器單體，得到電極片、電芯、外殼、引出端子、隔膜等超級電容器單體的重要組成部件，分類回收。
[0029]然后將其中的電芯控制溫度為100°C蒸餾出溶劑乙腈。
[0030]將其中的電極片剪切成小于5cm2的碎片并研磨，使電極粉從鋁箔上脫落，然后經(jīng)過孔徑為100目的篩網(wǎng)過篩處理，分離出鋁箔和電極粉，回收鋁箔。電極粉用去離子水洗滌，用濾紙過濾分離上層水溶液和洗滌后的電極粉。分離出的上層水溶液經(jīng)蒸餾得到電解質(zhì)鹽。而分離出的電極粉再用堿性水溶液再次洗滌，最后將電極粉進(jìn)行高溫活化處理，活化處理的方法為二氧化碳活化，溫度為500°c，得到回收的電極粉材料。
[0031]實施例2:
[0032]參照圖1超級電容器的資源化回收方法的流程圖，先將超級電容器進(jìn)行短路放電，放電完畢后拆解超級電容器單體，得到電極片、電芯、外殼、引出端子、隔膜等超級電容器單體的重要組成部件，分類回收。
[0033]然后將其中的電芯控制溫度為100°C蒸餾出溶劑乙腈。
[0034]將其中的電極片剪切成小于5cm2的碎片并研磨，使電極粉從鋁箔上脫落，然后經(jīng)過孔徑為100目的篩網(wǎng)過篩處理，分離出鋁箔和電極粉，回收鋁箔。電極粉用去離子