The invention relates to a method and device for simultaneously catalyzing hydrogen production in the recycling process of waste batteries. The method mainly includes the following steps: (1) extracting graphite: crushing the negative plate into a reactor, adding hot water, water level higher than the coarse filter screen, and obtaining graphite slurry; (2) preparing catalyst: preparing graphite from the negative plate to Ni/C catalyst through excessive volume impregnation method, in the process. Nickel salts need to be added. (3) Catalytic hydrogen production: Ni/C catalyst and cathode plate are put on the rough filter net and dissolved in high concentration solution to produce hydrogen, the liquid level is higher than that of the filter screen; (4) Remaining material recovery: catalyst on the rough filter net can be reused, slurry as cathode material and aluminium solution can be used for the next Batteries Recovery process, and the collected gas is hydrogen. The aim of the invention is to further tap the potential of waste batteries, reuse negative graphite and catalyze the preparation of clean energy hydrogen without affecting the normal process and recovery efficiency of battery recovery.
【技术实现步骤摘要】
一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法和装置
本专利技术涉及一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法和装置,具体涉及一种废旧锂离子电池正负极材料回收再利用同时制备氢气的装置和方法,属于废旧电池资源化利用领域。
技术介绍
随着能源结构的变化和国家法规政策的支持,纯电动汽车(EV)、插电混合动力汽车(PHEV)、燃料电池汽车(FCV)等新能源汽车迅速发展。氢气是燃料电池汽车需要使用的能源,其热值高,同时又是最清洁的燃料,排放产物只有水,对环境不产生任何污染,国内外对制氢、储氢的研究从来没有停止过,氢气被认为是人类未来的能源之一。目前常采用的制氢方法包括:电解水、裂解、煤制气等,但是通过废旧电池资源重整制氢的相关专利未见报道。同时随着动力电池的需求量的逐年递增,根据国内相关机构预测,2020年将出现动力电池回收潮,目前车用动力电池多为锂离子电池,对于锂离子电池的回收的研究已经刻不容缓。目前常用的锂离子电池回收的技术多通过火法和湿法冶金的方法进行,国内较多使用湿法工艺,即通过人工拆解、酸浸、化学沉淀、萃取等工艺,回收电池中的Co、Li、Al、Cu、Ni、Mn、Fe等金属元素,同时回收外壳、铜箔、铝箔、石墨等原材料。目前电池回收相关的国内专利主要是针对电池回收工艺来展开,如CN106252773A提出了一种仅通过物理方法回收正极粉末的方法。CN106207302A提出了一种包括有机溶剂浸泡、搅拌,在通过通入二氧化碳直接提取金属锂盐的回收方法,此方法回收的锂盐纯度高、能耗较低。CN107326181A提出了一种废旧锂离子电池剥离浸出一步完成的回收办法,此方法将电池粉 ...
【技术保护点】
1.一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法,其特征在于,主要包括以下步骤:(1)提取石墨:将负极片破碎置入反应器内的粗滤网上,添加热水,液位高于粗滤网,得到石墨浆液;(2)催化剂制备:通过过量体积浸渍法,将负极脱落的石墨制备成Ni/C催化剂;(3)催化制氢:将Ni/C催化剂和正极片放置于反应器内的粗滤网上,加入高浓度溶解液进行溶解制氢,并得到浆液,溶解液的液位高粗于滤网;(4)剩余物质回收:步骤(3)中反应器内粗滤网上的催化剂可重复利用,反应器内的浆液为含铝溶液、催化剂和正极材料的混合物,可进行下一步电池回收工艺。
【技术特征摘要】
1.一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法,其特征在于,主要包括以下步骤:(1)提取石墨:将负极片破碎置入反应器内的粗滤网上,添加热水,液位高于粗滤网,得到石墨浆液;(2)催化剂制备:通过过量体积浸渍法,将负极脱落的石墨制备成Ni/C催化剂;(3)催化制氢:将Ni/C催化剂和正极片放置于反应器内的粗滤网上,加入高浓度溶解液进行溶解制氢,并得到浆液,溶解液的液位高粗于滤网;(4)剩余物质回收:步骤(3)中反应器内粗滤网上的催化剂可重复利用,反应器内的浆液为含铝溶液、催化剂和正极材料的混合物,可进行下一步电池回收工艺。2.根据权利要求1所述的一种废旧电池回收过程中同时催化产氢的方法,其特征在于,主要包括如下步骤:(1)提取石墨:打开第一阀门,将电池单体负极片剪碎后,通过进料口加入反应器中,并加入过量的热水浸泡,液位高于粗滤网,开启搅拌器,粗滤网上为铜箔,粗滤网下为石墨浆液;打开第二阀门和第三阀门,开启与第一储罐连通的真空泵,浆液流入第一储罐,得到石墨浆液,关闭阀门;(2)催化剂制备:打开第一储罐,将溶解的镍盐溶液倒入第一储罐中,搅拌过夜后,加热蒸干,将第一储罐中蒸干的固体放入干燥箱中干燥,在惰性气体氛围下500℃煅烧5h,得到Ni/C催化剂;(3)催化制氢:将循环冷却水通入冷凝器,并打开第一阀门,将正极片剪碎和上述Ni/C催化剂一同通过进料口放入第一储罐的粗滤网上,然后加入溶解液,液位应高于滤网,关闭第一阀门,开启搅拌器,控制搅拌速度;氢气通过冷凝器从氢气收集管收集;(4)剩余物质回收:步骤(3)中反应器内粗滤网上的催化剂可回收再利用;打开第二阀门和第四阀门,开启与第二储罐连通的真空泵,步骤(3)中反应结束的浆液流入第二储罐,第二储罐中的浆液为含铝溶液、催化剂和正...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴撼明,李振国,任晓宁,邵元凯,刘双喜,高继东,李凯祥,郑雪龙,
申请(专利权)人:中国汽车技术研究中心有限公司,中汽研天津汽车工程研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:天津,12
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