一种超级电容器的资源化回收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能量储存器件的无害化处理及原材料的回收方法，尤其涉及一种超级电容器的资源化回收方法，属于能源材料技术领域。
【背景技术】
[0002]电化学双电层电容器又称超级电容器(super capacitors)，极端电容器等，是介于二次电池与传统静电电容器之间的新型能量储存器件，比传统静电电容器有更高的能量密度，比二次电池有更大的功率密度。其具有功率密度高、循环寿命长、工作温度范围宽、循环稳定性好、免维护、环境友好等优点，已经在轨道交通、风力发电、油电混合动力车、电子器件的后备电源等领域展现出广阔的应用前景。
[0003]超级电容器主要由活性炭组成的电极和有机溶剂组成的电解液构成，如果将单体直接丢弃处理务必会污染环境，同时也造成浪费。随着超级电容器应用越来广泛，服役期满后报废的超级电容器单体也越来越多，如何无害化处理这种储能器件，同时尽可能的回收其中有利用价值的成分，成为影响其发展的重要因素。
[0004]关于超级电容器及其电极材料的回收方法，现有技术中已有报道，如中国发明专利(公开号:CN103915263A)公开一种超级电容器及其电极材料的回收方法，但是该专利存在严重不足，其没有考虑对环境影响最大的电解液或有机溶剂的处理方法，因为，这是实现超级电容器无害化处理最重要的一点。另外，其在进行电极粉材料回收时未考虑清除残余的铝箔、铝肩，这会引入大量金属离子杂质，导致回收的电极粉材料不适宜再用于超级电容器的制造。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种环境友好、且能提高回收材料的再使用价值的超级电容器的资源化回收方法。
[0006]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种超级电容器的资源化回收方法，该回收方法包括:将放电完毕的超级电容器单体拆解获得电芯和电极片；其中，
[0007]电芯经蒸馏得到电解液溶剂；
[0008]电极片经剪切、研磨、过筛后，分离得到电极粉和铝箔，电极粉用去离子水洗涤，分离上层水溶液和洗涤后的电极粉，然后向洗涤后的电极粉中加入碱性水溶液再次洗涤，最后将电极粉进行高温活化处理，得到回收的电极粉材料。
[0009]本发明超级电容器的资源化回收方法中，先将超级电容器进行短路放电，放电完毕后拆解超级电容器单体，得到电极片、电芯、外壳、引出端子、隔膜等超级电容器单体的重要组成部件，分类回收。
[0010]然后将其中的电芯进行蒸馏得到电解液溶剂，避免含有的电解液对环境产生影响，实现无害化处理。而一般电解液溶剂为乙腈或碳酸丙烯酯的单一溶剂，所以当电解液溶剂为乙腈时，控制温度为100°c即可蒸馏出乙腈，当电解液溶剂为碳酸丙烯酯时，控制温度为250°C可以蒸馏出碳酸丙烯酯，或者通过减压蒸馏蒸馏出碳酸丙烯酯。
[0011]同时，将电极片经处理后分离得到电极粉和铝箔，电极粉再经去离子水和碱性水溶液洗涤，避免回收得到的电极粉中含有大量金属杂质，影响电极粉材料的再利用。因此，本发明不仅无害化处理了超级电容器，同时尽可能的回收其中有利用价值的成分进行再利用，实现了超级电容器的资源化回收。
[0012]作为优选，本发明的电极材料为活性炭电极材料。
[0013]在上述的一种超级电容器的资源化回收方法中，电极片剪切成小于5cm2的碎片。
[0014]在上述的一种超级电容器的资源化回收方法中，过筛使用的筛网的孔径为10-100目。
[0015]本发明将电极片剪切成小于5cm2的碎片，并进行研磨，使电极粉从铝箔上脱落，然后经过孔径为10-100目的筛网过筛处理，分离出铝箔和电极粉，回收铝箔。
[0016]在上述的一种超级电容器的资源化回收方法中，电极粉用去离子水洗涤至少一次。
[0017]在上述的一种超级电容器的资源化回收方法中，分离出的上层水溶液经蒸馏得到电解质盐。分离出的上层水溶液中只有水和电解质盐，因此除去水分后即得到电解质盐。
[0018]本发明用去离子水多次洗涤电极粉，然后用滤纸或者无纺布等过滤材料分离出水溶液，水溶液经蒸馏得到电解质盐，实现了电解质盐与电极粉的分离，不仅回收了电解质盐，还使回收的电极粉的纯度更高。
[0019]在上述的一种超级电容器的资源化回收方法中，活化处理的方法为碱活化或二氧化碳活化。
[0020]作为优选，碱活化使用的碱为Κ0Η。
[0021]在上述的一种超级电容器的资源化回收方法中，活化处理的温度为500-1000°C。
[0022]本发明将电极粉进行活化处理可以清除碳粉空隙中积累的杂质，使回收得到的电极粉材料更适宜用于超级电容器的制造。
[0023]与现有技术相比，本发明在保证废旧的超级电容器单体的无害化处理的同时，在不引入有机溶剂等有害物质的基础上，有效地将构成单体的主要材料进行回收再利用，不仅实现了超级电容器全寿命周期的环境友好性，而且提高了电极、电解液等主要材料的再使用价值。
【附图说明】
[0024]图1为本发明超级电容器的资源化回收方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025]以下是本发明的具体实施例，并结合【附图说明】对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0026]以下实施例电解液溶剂均为乙腈。
[0027]实施例1:
[0028]参照图1超级电容器的资源化回收方法的流程图，先将超级电容器进行短路放电，放电完毕后拆解超级电容器单体，得到电极片、电芯、外壳、引出端子、隔膜等超级电容器单体的重要组成部件，分类回收。
[0029]然后将其中的电芯控制温度为100°C蒸馏出溶剂乙腈。
[0030]将其中的电极片剪切成小于5cm2的碎片并研磨，使电极粉从铝箔上脱落，然后经过孔径为100目的筛网过筛处理，分离出铝箔和电极粉，回收铝箔。电极粉用去离子水洗涤，用滤纸过滤分离上层水溶液和洗涤后的电极粉。分离出的上层水溶液经蒸馏得到电解质盐。而分离出的电极粉再用碱性水溶液再次洗涤，最后将电极粉进行高温活化处理，活化处理的方法为二氧化碳活化，温度为500°c，得到回收的电极粉材料。
[0031]实施例2:
[0032]参照图1超级电容器的资源化回收方法的流程图，先将超级电容器进行短路放电，放电完毕后拆解超级电容器单体，得到电极片、电芯、外壳、引出端子、隔膜等超级电容器单体的重要组成部件，分类回收。
[0033]然后将其中的电芯控制温度为100°C蒸馏出溶剂乙腈。
[0034]将其中的电极片剪切成小于5cm2的碎片并研磨，使电极粉从铝箔上脱落，然后经过孔径为100目的筛网过筛处理，分离出铝箔和电极粉，回收铝箔。电极粉用去离子