本发明专利技术属于锂离子电池正极集流体活性物质回收技术领域，本发明专利技术提出基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收方法，搭建水中脉冲放电汽化正极集流体的试验平台，用ABS绝缘板固定正极和负极，并用同轴电缆连接正极和负极，同轴电缆连接脉冲大电流发生装置，然后用正极和负极夹持正极集流体；置于水箱水中，覆盖盖板，汽化正极集流体。通过在水箱的内部安装负极和正极，并将负极和正极夹持在正极集流体的两侧，使同轴电缆与负极和正极进行同时导电，使脉冲大电流流向正极集流体，正极集流体在极短时间内沉积大量欧姆热，迅速发生汽化，并发生击穿产生等离子体，可以实现正极活性物质、粘合剂、集流体的完全分离，回收锂离子电池有价元素。电池有价元素。电池有价元素。
【技术实现步骤摘要】
基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收装置及其回收方法
[0001]本专利技术涉及基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收装置及其回收方法，属于锂离子电池正极活性物质回收
技术介绍
[0002]锂离子电池需求量大但是寿命较短，退役锂离子电池的数量呈指数级增长，退役锂离子电池的回收流程主要为泄放残余电量，拆解外壳、隔膜、塑料和正负极片，分离集流体与正极活性物质，分选回收正负极材料、正极集流体、电池外壳等，其中，最关键的步骤就是将正极材料活性物质从正极集流体(铝箔)及其表面粘合剂中分离。
[0003]锂离子电池中的正极活性物质占制造成本的30％～40％；正极活性物质中的锂、钴、镍都属于自然界中的稀缺元素，且超过天然矿藏的含量；正极活性物质中的钴、镍、锰可造成重金属污染，因此将正极活性物质从锂离子电池的正极集流体中分离出来并回收具有十分重要的意义。
[0004]目前常用的分离方法主要是机械破碎法、加热分离法和溶剂溶解法，机械破碎法不会破坏粘合剂的结构，与粘合剂混合的活性物质还需要多个复杂步骤才可分离回收，工序繁琐；加热分离法虽然分离率较高，但耗时过长，且会产生有害气体；溶剂溶解法所需要的有机溶剂价格昂贵、毒性高、对操作者和环境易产生危害。
[0005]因此我们对此做出改进，提出一种基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收装置及其回收方法。
技术实现思路
[0006](一)本专利技术要解决的技术问题是：传统机械破碎法、加热分离法对正极材料活性物质从正极集流体(铝箔)及其表面粘合剂中分离和回收步骤复杂、工序繁琐、耗时过长，且会产生有害气体；溶剂溶解法所需要的有机溶剂价格昂贵、毒性高、对操作者和环境易产生危害。
[0007](二)技术方案
[0008]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收方法，具体操作步骤如下：
[0009]步骤1：搭建水中脉冲放电汽化正极集流体的试验平台，用ABS绝缘板固定正极和负极，并用同轴电缆连接正极和负极，同轴电缆上连接脉冲大电流发生装置，然后用正极和负极夹持正极集流体；
[0010]步骤2：将整个装置置于水箱中，使水没过整个装置，在水箱上方覆盖盖板，汽化正极集流体；
[0011]步骤3：对装置进行通电，同轴电缆连接的脉冲大电流发生装置在放电时有脉冲大电流经过同轴电缆流向正极集流体，此时被电极夹持的正极集流体会发生汽化，并发生击
穿产生等离子体，可以实现正极活性物质、粘合剂、集流体的完全分离；
[0012]步骤4：将水箱中的水过滤离心分离后回收正极活性物质。
[0013]本专利技术还提供了一种基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收装置，应用于上述的基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收方法，包括负极与正极，所述负极和正极的底部固定安装有底板，所述负极和正极的中部夹持连接有正极集流体，所述负极和正极的尾端夹持连接有同轴电缆，所述正极集流体的底部垫放安装有垫块，所述底板、负极和正极均安装在水箱的内部。
[0014]其中，所述正极包括导电板和第一铜板，且所述第一铜板的上方安装有第二铜板，所述第一铜板和第二铜板中部开设有第二连接孔并贯穿安装有第一螺栓，所述导电板的上方安装有压板，所述导电板和压板的连接处开设有线槽，且所述导电板和压板中部开设有第一连接孔并贯穿安装有第二螺栓，所述负极和正极结构一致。
[0015]其中，所述底板的底部安装有固定机构，所述固定机构包括支撑台，所述支撑台的上方开设有第一滑槽，所述支撑台的底部开设有与第一滑槽方向垂直的第二滑槽，且所述第一滑槽的内部固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的尾端连接有第一滑块，所述第一滑块的外侧连接有第一夹板，所述第二滑槽的内部固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧的尾端连接有第二滑块，所述第二滑块的外侧连接有第二夹板。
[0016]其中，所述第一夹板和第二夹板的数量均为两个，且两个第一夹板和两个第二夹板分别安装在支撑台的四个侧面上。
[0017]其中，所述水箱的内部填充有水，且水的液面高度高于负极和正极的高度，并保持3
‑
5cm距离。
[0018]其中，所述底板和垫块均为ABS绝缘板，且所述垫块的厚度值与第一铜板的厚度值一致。
[0019]其中，所述水箱的上方安装有箱盖，所述箱盖与水箱之间保持密封连接，且所述箱盖的底部下凹并跨在水箱的上壁边缘。
[0020]其中，所述负极的尾端开设有与线槽同轴心的通孔，且所述负极上的通孔直径值小于线槽的直径值。
[0021](三)有益效果
[0022]本专利技术所提供的基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收装置及其回收方法，其有益效果是：
[0023]1、通过在水箱的内部安装负极和正极，并将负极和正极夹持在正极集流体的两侧，使同轴电缆与负极和正极进行同时导电，同轴电缆外端连接一个脉冲大电流发生装置，在放电时，会有脉冲大电流经过同轴电缆流向正极集流体，此时正极集流体上被负极和正极夹持的区域(铝箔)会发生汽化，产生等离子体并击穿，可以实现正极活性物质、粘合剂、集流体的完全分离，后续将水箱中的水过滤离心分离即可回收正极活性物质，能够将正极活性物质从锂离子电池正极集流体中分离出来，回收锂离子电池有价元素。
[0024]2、通过在负极和正极的底部连接有底板，且底板的中部安装有垫块，便于通过底板对负极和正极进行固定支撑，避免负极和正极在进行导电使用过程中出现晃动，确保负极、正极和正极集流体在加工过程中始终位于水箱内部的水面下方，便于对正极集流体进行回收，且垫块垫放在正极集流体的底部，便于对正极集流体进行支撑，避免正极集流体在
夹持过程中出现形变和撕裂，保证对正极集流体的顺利加工和回收。
[0025]3、通过在底板的底部安装有固定机构，且固定机构中部安装的第一夹板和第二夹板对底板的四个侧面进行夹持固定，避免底板在水箱的内部进行使用中出现错位，且第一夹板和第二夹板分别通过第一弹簧和第二弹簧进行连接，便于保证第一夹板和第二夹板的夹持力度，并对不同大小的底板进行一致使用便于装置的固定。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本申请提供的基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收装置及其回收方法的结构示意图；
[0028]图2为本申请提供的基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收装置及其回收方法的结构局部示意图；
[0029]图3为本申请提供的基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收装置及其回收方法的正极示意图；
[0030]图4为本申请提供的基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收方法，其特征在于，具体操作步骤如下：步骤1：搭建水中脉冲放电汽化正极集流体的试验平台，用ABS绝缘板固定正极和负极，并用同轴电缆连接正极和负极，同轴电缆上连接脉冲大电流发生装置，然后用正极和负极夹持正极集流体；步骤2：将整个装置置于水箱中，使水没过整个装置，在水箱上方覆盖盖板，汽化正极集流体；步骤3：对装置进行通电，同轴电缆连接的脉冲大电流发生装置在放电时有脉冲大电流经过同轴电缆流向正极集流体，此时被电极夹持的正极集流体会发生汽化，并发生击穿产生等离子体，可以实现正极活性物质、粘合剂、集流体的完全分离；步骤4：将水箱中的水过滤离心分离后回收正极活性物质。2.一种基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收装置，应用于权利要求1所述的基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收方法，其特征在于：包括负极(4)与正极(5)，所述负极(4)和正极(5)的底部固定安装有底板(3)，所述负极(4)和正极(5)的中部夹持连接有正极集流体(7)，所述负极(4)和正极(5)的尾端夹持连接有同轴电缆(9)，所述正极集流体(7)的底部垫放安装有垫块(6)，所述底板(3)、负极(4)和正极(5)均安装在水箱(1)的内部。3.根据权利要求2所述的一种基于水中脉冲放电汽化正极集流体的活性物质回收装置，其特征在于：所述正极(5)包括导电板(51)和第一铜板(52)，且所述第一铜板(52)的上方安装有第二铜板(53)，所述第一铜板(52)和第二铜板(53)中部开设有第二连接孔(57)并贯穿安装有第一螺栓(58)，所述导电板(51)的上方安装有压板(54)，所述导电板(51)和压板(54)的连接处开设有线槽(55)，且所述导电板(51)和压板(54)中部开设有第一连接孔(56)并贯穿安装有第二螺栓(59)，所述负极(4)和正极(5)结构一致。4.根据权利要求2所述的一种基于水中脉冲放电汽化正极集...
【专利技术属性】
技术研发人员：李成祥，周言，戴明，沈婷，许晨楠，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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