一种超级电容器的资源化回收方法技术

技术编号:12704913 阅读:142 留言:0更新日期:2016-01-14 01:15
本发明专利技术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。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,电芯经蒸馏得到电解液溶剂;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。本发明专利技术的回收方法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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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,属于能源材料

技术介绍
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。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。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,如中国专利技术专利(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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现:,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,电芯经蒸馏得到电解液溶剂;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。本专利技术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。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。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,本专利技术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。作为优选,本专利技术的电极材料为活性炭电极材料。在上述的中,电极片剪切成小于5cm2的碎片。在上述的中,过筛使用的筛网的孔径为10-100目。本专利技术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。在上述的中,电极粉用去离子水洗涤至少一次。在上述的中,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。本专利技术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。在上述的中,活化处理的方法为碱活化或二氧化碳活化。作为优选,碱活化使用的碱为Κ0Η。在上述的中,活化处理的温度为500-1000°C。本专利技术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。与现有技术相比,本专利技术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】图1为本专利技术超级电容器的资源化回收方法的流程图。【具体实施方式】以下是本专利技术的具体实施例,并结合【附图说明】对本专利技术的技术方案作进一步的描述,但本专利技术并不限于这些实施例。以下实施例电解液溶剂均为乙腈。实施例1:参照图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。然后将其中的电芯控制温度为100°C蒸馏出溶剂乙腈。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。实施例2:参照图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。然后将其中的电芯控制温度为100°C蒸馏出溶剂乙腈。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。电极粉用去离子当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超级电容器的资源化回收方法,其特征在于,所述回收方法包括: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,电芯经蒸馏得到电解液溶剂;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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:阮殿波左飞龙乔志军
申请(专利权)人:宁波南车新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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