本发明专利技术公开了一种锂/钠离子电池正负极边角料的精细回收方法及装置，方法包括如下步骤：(1)将极片边角料废弃卷放卷，并使其匀速通过高温热源，使得活性层中的有机粘结剂碳化失效，同时实现活性物质和集流体金属箔的分离；(2)将得到的活性物质块体进行研磨，得到活性物质粉末；(3)对得到的活性物质粉末采用超声振动筛处理，使炭黑导电剂和活性物质粉末分离，得到活性材料；(4)将得到的集流体金属箔进行表面去污、抛光及平整化处理，得到高质量的再生金属箔。本发明专利技术在不破坏活性材料结构的前提下，实现边角料的快速分离及精细回收利用。本发明专利技术方法具有效率高、成本低、工艺简单的优点，适合规模化量产，应用前景广阔。应用前景广阔。应用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
一种锂/钠离子电池极片边角料的精细回收方法及回收装置
[0001]本专利技术属于能源材料
，具体涉及一种锂/钠离子电池极片边角料的精细回收方法及回收装置。
技术介绍
[0002]随着2020年“双碳”目标的提出，我国显著加快了能源结构的转型，将从传统的以化石能源为主逐步过渡到以水电、风能、太阳能等为主的清洁能源。预计到2025年锂离子电池将占据新能源市场70％份额。极片边角料作为锂离子电池正负极极片生产过程中的废弃物，其产量将随着锂离子电池产量同比快速增长。然而，该边角料由于尚未组装电池，活性物质仍具有优异的电化学性能，其中活性材料含量超过80％。因此，对边角料的进行回收再利用，对全球资源短缺和能源危机问题具有重要的积极意义。
[0003]目前，工业界对废旧锂离子电池的回收方法主要包括：火法冶金和湿法冶金。火法冶金采用高温熔炼，其主要回收的产物为金属合金，且有大量的二氧化碳排放。湿法冶金采用高浓度酸碱溶解极片，将无机活性物质转换为离子，最终干燥得到金属盐前驱体。对于废旧的锂离子电池极片，由于其活性材料乃至集流体金属箔均存在一定程度的结构损坏，以上两种方法具有较好的适用性。而锂离子电池边角料中的活性物质结构与功能完好，若采用上述两种方法进行处理将完全破环了材料的结构，再利用过程仍需将得到的前驱体重新合成可用的正极材料或集流体金属箔，人为的延长了回收工艺，消耗了更多能量，增加了回收的经济成本并增大了环境压力。
[0004]已有一些研究表明可实现废旧锂离子电池正负极活性物质的直接回收，例如：电解法，液相超声法，传统低温煅烧法，熔盐法等。但以上方法大量废液排放、能耗大，不易规模化，不易兼容现有锂/钠离子电池生产工艺等问题。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了一种锂/钠离子电池正负极边角料的卷对卷精细回收方法及回收装置，其目的在于不破坏活性材料结构的前提下，实现边角料的快速分离及精细回收利用。本专利技术方法具有效率高、成本低、工艺简单、操作便捷、无废液排放、电池材料无二次污染、回收材料价值高的优点，尤其适合规模化量产，具有很好的应用前景。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
[0007]一种锂/钠离子电池正负极边角料的精细回收方法，包括如下步骤：
[0008](1)进料：将边角料通过对滚辊轴，通过滚压作用对废弃极片进行平整化处理。
[0009](2)高温剥离：挤压后的废弃正负极边角料匀速通过高温热源，使得活性层中的有机粘结剂碳化失效，即可实现活性物质和集流体的分离；
[0010](3)收料：分离后的活性物质通过收集漏斗收集，完整的集流体金属箔最终通过绕卷收集；
[0011](4)活性物质块体粉碎：将步骤(3)得到的活性物质块体进行研磨，得到活性物质粉末；
[0012](5)筛分除去炭黑导电剂：对步骤(4)得到的活性物质粉末采用超声振动筛处理，使小尺寸炭黑导电剂和活性物质粉末分离，即得到活性材料。
[0013](6)集流体金属箔去污：对步骤(3)得到的金属箔进行表面物理化学清扫，在清洁剂的辅助作用下，去除表面残留物；
[0014](7)集流体金属箔抛光：将步骤(6)得到的金属箔进行等离子处理，进一步去除表面微量杂质；
[0015](8)集流体金属箔整形：将步骤(7)得到的金属箔通过对滚辊轴，在惰性气氛的保护下进行热压平整化，得到再生的金属箔。
[0016]作为优选方案之一，步骤(1)中所述极片为锂离子电池和钠离子电池的正极片或负极片。
[0017]作为优选方案之一，步骤(1)中所述高温热源温度为500～2000℃。
[0018]作为优选方案之一，步骤(1)中所述匀速速度为0.01～10m/s。
[0019]作为优选方案之一，步骤(1)中所述废弃卷与高温热源的间距为1～2cm。
[0020]作为优选方案之一，步骤(2)中所述集流体金属箔为铜箔或铝箔；所述活性物质为石墨、硅碳负极材料、钴酸锂、磷酸铁锂、镍锰酸锂中的一种或多种。
[0021]作为优选方案之一，超声振动筛的目数为500～1500目；
[0022]作为优选方案之一，表面物理化学清扫的材料为棉麻布料、腈纶布料、氨纶布料、粘纤布料、醋纤布料、珊瑚绒布、复合布料、熔喷布、海绵等；
[0023]作为优选方案之一，清洁剂包括洗衣粉、洗洁精、小苏打溶液、牙膏等；
[0024]作为优选方案之一，产生等离子体的气体包括：氩气、氢气、氧气、氮气、氦气及以上气体的混气；
[0025]作为优选方案之一，步骤(8)惰性气氛气体包括氮气、氩气、氦气、二氧化碳；
[0026]作为优选方案之一，热压平整化的温度为400～1200摄氏度。
[0027]本专利技术还要求保护一种上述锂/钠离子电池正负极边角料的干法回收方法的回收装置，包括装置本体，所述装置本体一侧设置有放卷滚轴、第一支撑滚轴、上热源发生器、第二支撑滚轴、上刮刀、第三支撑滚轴、下热源发生器、第四支撑滚轴、下刮刀、收卷动力滚轴和收料仓；
[0028]所述放卷滚轴位于装置本体一侧的右上角，所述上刮刀位于装置本体一侧的左部中间位置，所述放卷滚轴和上刮刀之间依次设有第一支撑滚轴和第二支撑滚轴；所述第一支撑滚轴与第二支撑滚轴之间设有上热源发生器；
[0029]所述下刮刀位于装置本体一侧的右下角，所述上刮刀和下刮刀之间依次设有第三支撑滚轴和第四支撑滚轴；所述第三支撑滚轴与第四支撑滚轴之间设有下热源发生器；
[0030]所述上刮刀刀口方向朝左，所述下刮刀刀口方向朝右；
[0031]所述收卷动力滚轴位于装置本体一侧的底部中间，与装置本体内的电机转动轴相连接；
[0032]所述收料仓位于收卷动力滚轴的底部；
[0033]所述上热源发生器和下热源发生器为电加热器。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0035](1)本专利技术的回收方法属于干法，无废液排放；回收流程短，操作简单，单位面积热处理时间短，能耗低。
[0036](2)本专利技术通过快速加热处理，使得有机粘结剂碳化失效，实现了活性物质和集流体金属箔的直接、高效分离，避免了活性物质被集流体金属元素污染.
[0037](3)本专利技术在回收活性物质的同时，实现了完整金属箔的回收及再生。
[0038](4)本专利技术采用的卷对卷处理方式兼容现有电池极片生产工艺，非常适合规模化量产，既可在边角料切割完后，原位在线分离、回收，可减少边角料在仓库中的占用空间；也可以对已成卷的边角料放卷，并进行回收处理。
附图说明
[0039]图1是本专利技术回收方法的流程图；
[0040]图2是本专利技术回收方法中分离石墨活性物质和铜箔集流体的装置及过程示意图；
[0041]图3是本专利技术实施例1中分离后获得的铜箔卷和石墨粉块产品图；
[0042]图4是本专利技术实施例1中所用回收装置的示意图；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锂/钠离子电池正负极边角料的干法回收方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在常压惰性气氛保护氛围下，将极片边角料废弃卷放卷，并使其匀速通过高温热源，使得活性层中的有机粘结剂碳化失效，同时实现活性物质和集流体的分离。2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤还包括：(2)收料：分离后的活性物质通过收集漏斗收集，完整的集流体金属箔最终通过绕卷收集；(3)活性物质块体粉碎：将步骤(2)得到的活性物质块体进行研磨，得到活性物质粉末；(4)筛分除去炭黑导电剂：对步骤(3)得到的活性物质粉末采用超声振动筛处理，使小尺寸炭黑导电剂和活性物质粉末分离，即得到活性材料。3.根据权利要求2所述的回收方法，其特征在于，所述步骤还包括：(5)集流体金属箔去污：对步骤(2)得到的金属箔进行表面物理化学清扫，在清洁剂的辅助作用下，去除表面残留物；(6)集流体金属箔抛光：将步骤(5)得到的金属箔进行等离子处理，进一步去除表面微量杂质；(7)集流体金属箔整形：将步骤(6)得到的金属箔通过对滚辊轴，在惰性气氛的保护下进行热压平整化，得到再生的金属箔。4.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤(1)中所述惰性气氛为氩气或氮气。5.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤(1)中所述极片为锂离子电池和钠离子电池的正极片或负极片。6.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤(1)中所述高温热源温度为500～2000℃。7.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤(1)中所述匀速速度为0.01～10m/s。8.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤(1)中所述废弃卷与高温热源的间距为1～2cm。9.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚永刚，黄云辉，张豪，
申请(专利权)人：武汉华材绿能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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