一种动力电池极片的安全环保回收方法与流程

1.本发明涉及废旧动力电池回收技术领域，具体涉及一种动力电池极片的安全环保回收方法。


背景技术：

2.动力电池在生产过程中，涂布、制片、卷绕等环节会产生10-20％左右的不良品，集流体和其上活性材料的成本在动力电池整体成本中占据很大比例，如不加以回收利用，会造成较大的材料浪费，而且正极材料中含有的钴、镍、锰、锂等金属离子易渗透造成土壤和水资源污染。因此，对动力电池废弃极片进行有效回收具有可观的经济效益和社会效益，可大大提高材料的利用率，降低生产成本，减少环境污染。
3.废弃极片多为无电解液极片，现阶段的回收装置，忽视少量含有电解液的废弃极片，不对易挥发性电解液进行处理，导致电解液逸散至环境中，且使用效果较差，废弃极片的脱粉率较低。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提出的一种动力电池极片的安全环保回收方法，可以有效将动力电池废弃极片破碎并研磨，提高脱粉率，降低粉尘及电解液的排放，实现动力电池废弃极片的各组分安全环保分离回收。
5.为了达到上述技术效果，本发明采用如下技术方案：
6.一种动力电池极片的安全环保回收方法，包括以下步骤：(1)上料；(2)物料破碎：采用粗破和细破结合的物理破碎法将极片破碎至粒径小于6mm以下的颗粒；(3)筛分黑粉：经破碎的混合物料由气流输送管道、旋风分离器、螺旋喂料机至差异粒径双层滚筒筛，通过筛分后筛下物收集储存，筛中物、筛上物混合料进入研磨机；(4)筛中物、筛上物混合料经研磨机再次粉碎后，通过气流输送至摇摆筛，再次筛分出黑粉；(5)粉尘处理：对破碎过程中产生的废弃物进行处理最后达标排放。
7.其中，上料具体为将废弃的动力电池极片投入料仓，通过皮带输送机提升输送至撕碎机、破碎机系统。所述
8.进一步的技术方案为，所述回收方法采用plc自动控制。
9.进一步的技术方案为，所述动力电池包括三元锂离子电池、磷酸铁锂电池、铅蓄电池。
10.进一步的技术方案为，所述步骤(2)物料破碎具体为将物料输送到撕碎机，对待碎物料产生剪切作用力，而使待碎物料得到粉碎，撕碎后物料大小为(35～45)
×
(35～45)mm，撕碎后的物料通过溜槽进入皮带输送机，然后输送至刀片式破碎机，破碎后的物理粒径小于6mm。
11.进一步的，所述撕碎机为双轴剪切撕碎机，撕碎后小块约为40
×
40mm。
12.进一步的，所述破碎机为刀片式破碎机，撕碎后粉末粒径小于6mm。
13.进一步的，步骤(2)中物料由进料斗送进粉碎室，所述料斗外形尺寸为1100
×
1100
×
1000mm。
14.进一步的技术方案为，步骤(3)中所述差异粒径双层滚筒筛设置内外双层筛网，内层筛网孔径为3mm，外层筛网孔径为0.125mm。
15.进一步的技术方案为，步骤(3)中所述筛上物为内层筛网筛上物，主要成分为大颗粒集流体以及部分隔膜纸；筛中物为内外层筛网之间物料，主要成分为集流体；筛下物为外层筛网筛下物主要成分为黑粉。
16.进一步的，所述筛上物中大颗粒集流体是指粒径大于3mm的集流体。
17.进一步的，步骤(3)中气流输送管道、旋风分离器、螺旋喂料机为密封设备，设置螺旋喂料机的目的为控制匀速给料。
18.进一步的技术方案为，步骤(4)中筛中物、筛上物混合料经研磨机再次粉碎后，混合料粒径由6mm以内被研磨至4mm以内。
19.进一步的技术方案为，所述黑粉的粒径小于0.125mm。
20.进一步的技术方案为，步骤(5)具体为破碎过程中产生的电解液挥发溢出，依次采用冷凝、旋风分离、布袋除尘、碱液喷淋、干式过滤、活性炭吸附工艺处理废气，最后达标排放。
21.进一步的，步骤(5)所述废弃物的处理设备均为密闭、负压状态，所述冲布袋除尘装置采用镀膜型脉冲布袋。
22.进一步的，步骤(5)中所述采用冷凝法+二级活性炭可吸附去除废气中的挥发性有机物；采用旋风分离+布袋除尘可去除废气中颗粒物；采用二级碱液喷淋可处理废气中的氟化物。
23.进一步的：步骤(5)中所述冷凝装置的冷却方式为风冷。
24.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的回收方法可以有效将动力电池废弃极片破碎并研磨，极大提高脱粉率，脱粉率高于98％；全过程实现plc自动控制以及全过程尾气收集处理，有效降低粉尘及电解液的排放，实现动力电池废弃极片的各组分安全环保分离回收，极大降低了人员操作风险和环境污染；该方法可明显提升生产能力，易实现工业级批量化生产
附图说明
25.图1为本发明的回收方法工艺流程图；
26.图2为本发明的回收方法筛分出的黑粉和铝箔。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的解释和说明。
28.实施例1
29.如图1所示，本发明提供了一种动力电池极片的安全环保回收方法，所述回收方法是将电池生产过程中的不合格极片通过粗破+细破的物理破碎法破碎至粒径小于6mm以下的颗粒，再通过差异粒径双层滚筒筛将黑粉筛分收集，所剩大颗粒物质进入研磨机研磨，使残留在大颗粒物质上的黑粉进一步脱落，并将集流体研磨至1mm级，整个过程收集回收破碎
粉末以及挥发电解液，其中该方法采用plc自动控制，所述动力电池包含三元锂离子电池、磷酸铁锂电池、铅蓄电池。
30.具体方法如下：
31.(1)上料
32.将废弃的动力电池极片投入料仓，通过皮带输送机提升输送至撕碎机、破碎机系统。
33.(2)物料破碎
34.物料输送进入撕碎机，物料由进料斗送进粉碎室，由刀片在破碎室内旋转，对待碎物料产生剪切作用力，从而使待碎物料得到粉碎。撕碎后的物料通过溜槽进入皮带输送机，然后输送至刀片式破碎机。所述撕碎机为双轴剪切撕碎机，撕碎后小块约为40x40mm，所述破碎机为刀片式破碎机，破碎后粉末粒径小于6mm，所述料斗外形尺寸为1100*1100*1000mm。
35.(3)筛分黑粉
36.经破碎的混合物料由气流输送管道、旋风分离器、螺旋喂料机至差异粒径双层滚筒筛，通过筛分后筛下物(黑粉)收集储存，筛中物、筛上物混合料进入研磨机。所述气流输送管道、旋风分离器、螺旋喂料机为密封设备，设置螺旋喂料机的目的为控制匀速给料；所述差异粒径双层滚筒筛设置内外双层筛网，内层筛网孔径为3mm(6目)，外层筛网0.125mm(120目)；所述筛上物为内层筛网筛上物，主要成分为大颗粒(＞3mm)集流体以及部分隔膜纸；筛中物为内外层筛网之间物料，主要成分为集流体；筛下物为外层筛网筛下物主要成分为黑粉。
37.(4)粉碎分选
38.筛中物、筛上物混合料经研磨机再次粉碎后，通过气流输送至摇摆筛，再次筛分出黑粉。集流体上黏附的正极材料被充分剥离，集流体粒径由6mm以内被研磨至4mm以内，所述黑粉为微米级颗粒。图2为筛分出的黑粉(左)及铝箔(右)。
39.(5)粉尘处理系统
40.在生产过程中，采用“冷凝+旋风分离+布袋除尘+二级碱液喷淋+干式过滤+二级活性炭吸附”工艺处理本阶段废气。破碎过程中产生的电解液挥发溢出，经负压风管依次抽至冷凝装置、旋风分离装置、除尘装置、碱液喷淋塔、活性炭吸附装置进行处理，最后达标排放。所述废弃处理设备密闭、负压状态，所述布袋除尘装置采用镀膜型脉冲除尘布袋，采用冷凝法+二级活性炭可吸附去除废气中的挥发性有机物；采用旋风分离+布袋除尘可去除废气中颗粒物；采用二级碱液喷淋可处理废气中的氟化物，所述冷凝装置的冷却方式为风冷。
41.尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。