[发明专利]极片材料交变应力分离回收方法及装置

说明书

本发明公开了一种极片材料交变应力分离回收方法及装置，将分离出来的电极薄片经输送带输送到交变应力碾压机构进行碾压，电极薄片经过碾压分离成正/负极材料和铝箔/铜箔；输送带将经过碾压分离的正/负极材料和铝箔/铜箔的混合料输送到材料拍打脱离机构进一步拍打脱离；输送带将经过拍打脱离的混合料输送到材料分选机构进行分选回收。电极薄片经本发明提供的极片材料交变应力分离回收方法及装置进行回收后，不产生混杂，回收率高，纯净度高，资源利用价值达到最大化。

技术领域

本发明涉及退役锂电池回收利用技术领域，具体涉及动力和储能退役锂电池正/负极片的电极材料与集流体之间的分离回收方法及装置。

背景技术

随着我国新能源电动汽车和电力储能的大力推广，锂电池的生产规模出现了爆发性的增长，现有的和在建的锂电池产能总和已突破1TWh。自2020年开始，每年已有几十万吨的锂电池退役下来，并且数量还将逐年快速递增，直至将来年退役近千万吨的规模。目前，国内外退役锂电池的高品质回收利用技术还远跟不上锂电池飞速发展的步伐，业已成为实现锂电池循环经济产业链目标中亟待解决和完善的关键一环。

锂电池单体主要是由正极片(由正/负极材料涂覆在铝箔两面构成)，塑料隔膜和负极片(由负极材料涂覆在铜箔两面构成)逐层叠加或卷绕成芯包，再装入外壳中注入适量的电解液后加以密封构成。为实现退役锂电池绿色高效的回收利用，研发将电池单体的外壳、正/负极材料、铝箔、塑料隔膜、负极材料、铜箔和电解液这七大组分材料，进行全自动化、全组分精准分类回收的锂电池单体拆分新技术已是当务之急，其中，正、负极片的电极材料与铝箔、铜箔之间的分离回收技术是亟待解决的重点技术瓶颈之一。近年来国内外有许多科研院所，公司企业和技术人员投入大量的时间精力和资金，进行了相关技术的研发，开发出了一些技术方法，归纳起来包括以下四种：1.粉碎分离回收法；2.液体浸泡分离回收法；3.破碎撞击摩擦分离回收法；4.2021年上半年英国莱斯特大学刚刚发表的研究成果—大功率超声波分离法。

在专利号为：201821091808.5、201910527063.5和2019113650245.3等专利文献中，主要是通过极片破碎装置、极片液体浸泡装置或极片撞击摩擦装置将正、负极片的电极材料和铝箔及铜箔之间进行分离处理，但是存在以下问题：1.通过粉碎和破碎的方法，存在分离材料混杂严重，后续分选工序复杂，材料回收率和纯净度不高，特别是120目以上的细小混杂粉料无法进行有效分选，同时破碎过程还有大量粉尘产生，需要配置大型的除尘装置进行环保达标排放处理；2.采用液体浸泡的方法，存在回收材料需要干燥处理，耗能较高，且废液需要环保处理成本较大；3.使用撞击摩擦脱粉的方法，存在与粉碎法同样的材料混杂问题，同时由于极片之间的高速撞击，铝箔和铜箔会发生卷曲成团将电极粉料包裹在其中，铝箔、铜箔的破碎细粉也会进入到电极材料之中，直接影响极片材料的回收率和回收纯净度；4.应用超声波的方法，由于需要在液体中进行处理，同样存在因使用液体而引起的一系列问题，并且使用大功率超声波发生器(200w/cm²)，不仅能耗较高，而且在液体中超声波对铝箔和铜箔会产生一定的侵蚀作用，使其材料表面出现较多的侵蚀孔洞，从而影响铝箔、铜箔的回收率也影响电极材料的回收纯净度。

总之，现有技术存在的不足是：没有从根本上解决正、负极片材料分离回收的高回收率、高纯净度和节能环保的关键技术问题，这也是锂电池拆解回收行业要实现的终极目标：材料精准拆分，资源高效利用，工艺环保减排所亟待解决的三大关键技术(正负极片分选；极片材料分离；电解液回收)之一。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种极片材料交变应力分离回收方法及装置，以解决现有技术存在的没有从根本上解决正/负极片材料分离回收的高回收率、高纯净度和节能环保的关键技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，一种极片材料交变应力分离回收方法，包括以下步骤：

S1：将分离出来的电极薄片分布到输送带上进行输送；