【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及废旧锂离子电池处理，具体而言，涉及一种基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备和方法。
技术介绍
1、近年来，锂离子电池产业发展迅速，由于锂离子电池具有较高的能量密度、较长的循环寿命等优点而被广泛应用于3c电子产品，动力汽车和化学储能等众多领域，是当下新能领域的研究热点。随着锂离子电池应用和需求量的快速增长，不可避免地会产生大量报废电池。
2、废旧的锂离子电池含有镍、钴、锰、铝、锂等有价金属，其中正极材料集中了大部分金属资源。同时，废旧锂离子电池还含有电解液、粘结剂等有害物质，如处理不当将会造成严重的环境危害，而目前废旧锂离子电池中正极材料的回收率不到5％。因此，废旧锂离子电池的回收具有重要的经济意义和环境意义。
3、在锂离子电池正极片的制作过程中，将正极材料与粘结剂制浆后，均匀涂覆在铝箔集流体上，粘结剂的作用是将正极材料牢固粘结在集流体上，保持其稳定性。由于粘接剂的存在导致在废旧电池回收过程中，正极材料难以与集流体分离。
4、目前，将正极材料与铝箔分离的方法有机械破碎法、热解法、有机溶剂溶解法等。机械破碎法是利用正极材料与铝箔的机械性能差异，通过机械破碎使正极粉与铝箔分离，但正极粉中混有铝单质，机械破碎法会加大后续分离铝单质的处理难度。热解法是通过高温加热处理，在500℃-600℃下直接煅烧以分解有机物，热解法是最常见和最有效的方法，具有简单、方便等优点，但有机物在热分解过程中会释放出大量有害气体，造成空气污染，且高温煅烧能耗大。有机溶剂溶解法是指利用有机溶剂浸泡正
5、因此，现有正极材料与铝箔集流体的分离技术存在对环境污染大、能耗大、分离率等问题，亟需开发低能耗、高效率、环境友好的分离技术。
6、鉴于此，特提出本公开。
7、公开内容
8、本公开的目在于提供一种基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备和方法。
9、本公开是这样实现的：
10、第一方面，本公开提供一种基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其包括：冷冻机构、正极片牵引机构、激光加热机构、负压机构和剥离室，所述冷冻机构用于对正极片进行冷冻处理，所述正极片牵引机构用于对冷冻后的正极片进行牵引使其进入所述剥离室进行剥离，并牵引剥离后的铝箔从所述剥离室排出；所述激光加热机构用于对进入所述剥离室的所述正极片进行激光加热；所述剥离室内设置有用于剥离所述正极片的铝箔和正极材料的刮刀，所述负压机构与所述剥离室连通用于将剥离后的正极材料进行负压收集。
11、在可选的实施方式中，所述正极片牵引机构包括收卷辊、放卷辊和支撑筛网，所述收卷辊和所述放卷辊位于所述剥离室的两侧，所述正极片缠绕于所述收卷辊和所述放卷辊上且沿着所述放卷辊到所述收卷辊的方向运动，所述支撑筛网位于所述剥离室内且用于支撑所述正极片。
12、在可选的实施方式中，所述刮刀包括上刮刀和下刮刀，所述上刮刀和所述下刮刀分别设置于所述正极片的上下两侧，所述支撑筛网对应于所述下刮刀的位置处设置有供所述下刮刀伸入至所述正极片下表面的刀槽。
13、在可选的实施方式中，所述正极片牵引机构还包括导向辊，所述导向辊为两组且分别设置于所述正极片位于所述剥离室外的两端的上下侧。
14、在可选的实施方式中，所述剥离室内设置有沿着所述正极片宽度方向的滑轨，所述激光加热机构滑动设置于所述滑轨上。
15、在可选的实施方式中，所述基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备还包括鼓风机，所述鼓风机位于所述剥离室内且朝向所述正极片牵引机构上的正极片。
16、在可选的实施方式中，所述基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备还包括热解炉，所述热解炉的进口与所述负压机构的出口连通。
17、在可选的实施方式中，所述基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备还包括粉尘收集机构，所述粉尘收集机构与所述热解炉的出口连通。
18、在可选的实施方式中，所述基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备还包括废气处理机构，所述废气处理机构与所述粉尘收集机构的出气口连通。
19、在可选的实施方式中，所述废气处理机构包括依次连通的焚烧塔、热交换器、水喷淋塔、布袋收尘器、碱式喷淋塔和除雾器，所述焚烧塔的进口与所述粉尘收集机构的出气口连通。
20、第二方面，本公开提供一种基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的方法，其采用如前述实施方式任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备进行包括：
21、将废旧锂离子电池的正极片置于所述冷冻机构中进行冷冻处理获得冷冻正极片；
22、将所述冷冻正极片置于所述正极片牵引机构上，所述激光加热机构对所述冷冻正极片进行加热，获得加热正极片；
23、所述加热正极片经过所述刮刀时，所述刮刀将所述加热正极片表面的正极材料刮落，露出铝箔；
24、刮落的所述正极材料经所述负压机构吸附并回收，露出的所述铝箔随着所述正极片牵引机构排出所述剥离室。
25、在可选的实施方式中，所述冷冻处理的冷冻温度为-60～-5℃，冷冻时间为1～3h。
26、在可选的实施方式中，所述激光加热机构的功率为10-100w，波长为805-2000nm，激光加热的频率为10-20khz。
27、在可选的实施方式中，所述激光加热机构的加热时间为5-30s，加热后所述加热正极片的温度为330-500℃。
28、在可选的实施方式中，所述负压机构的负压为-20.0pa～-0.01pa。
29、在可选的实施方式中，在所述刮刀将所述加热正极片表面的正极材料刮落后，利用安装于所述剥离室内的鼓风机将所述正极材料吹落。
30、在可选的实施方式中，所述鼓风机的功率为1.5-5.5kw。
31、在可选的实施方式中，所述正极材料经所述负压机构吸附后，输送至安装于所述负压机构下方的热解炉中进行热解。
32、在可选的实施方式中，所述热解的温度为500-600℃，热解时间为1-1.5h。
33、在可选的实施方式中，利用粉尘收集装置对热解后的所述正极材料进行收集，尾气进入废气处理机构进行处理。
34、在可选的实施方式中，所述废气处理机构包括先对尾气进行焚烧获得焚烧尾气，所述焚烧尾气经热交换器回收热量获得热交换尾气，接着对所述热交换尾气进行喷淋获得喷淋尾气，将所述喷淋尾气通入布袋收尘器除尘，再经过碱式喷淋塔去除酸性气体，净化后的尾气经过除雾器进行雾水分离后集中排放。
35、在可选的实施方式中，所述焚烧时的温度为1000-1200℃，所述热交换尾气的温度为500-700℃，所述喷淋尾气的温度为100-200℃。
36、本公开具有以下有益效果：...
【技术保护点】
1.一种基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，其包括：冷冻机构、正极片牵引机构、激光加热机构、负压机构和剥离室，所述冷冻机构用于对正极片进行冷冻处理，所述正极片牵引机构用于对冷冻后的正极片进行牵引使其进入所述剥离室进行剥离，并牵引剥离后的铝箔从所述剥离室排出；所述激光加热机构用于对进入所述剥离室的所述正极片进行激光加热；所述剥离室内设置有用于剥离所述正极片的铝箔和正极材料的刮刀，所述负压机构与所述剥离室连通用于将剥离后的正极材料进行负压收集。
2.根据权利要求1所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述正极片牵引机构包括收卷辊、放卷辊和支撑筛网，所述收卷辊和所述放卷辊位于所述剥离室的两侧，所述正极片缠绕于所述收卷辊和所述放卷辊上且沿着所述放卷辊到所述收卷辊的方向运动，所述支撑筛网位于所述剥离室内且用于支撑所述正极片。
3.根据权利要求2所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述刮刀包括上刮刀和下刮刀，所述上刮刀和所述下刮刀分别设置于所述正极片的上下两
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述正极片牵引机构还包括导向辊，所述导向辊为两组且分别设置于所述正极片位于所述剥离室外的两端的上下侧。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述剥离室内设置有沿着所述正极片宽度方向的滑轨，所述激光加热机构滑动设置于所述滑轨上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备还包括鼓风机，所述鼓风机位于所述剥离室内且朝向所述正极片牵引机构上的正极片。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备还包括热解炉，所述热解炉的进口与所述负压机构的出口连通。
8.根据权利要求7所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备还包括粉尘收集机构，所述粉尘收集机构与所述热解炉的出口连通。
9.根据权利要求8所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备还包括废气处理机构，所述废气处理机构与所述粉尘收集机构的出气口连通。
10.根据权利要求9所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述废气处理机构包括依次连通的焚烧塔、热交换器、水喷淋塔、布袋收尘器、碱式喷淋塔和除雾器，所述焚烧塔的进口与所述粉尘收集机构的出气口连通。
11.一种基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的方法，其特征在于，其采用如权利要求1-10任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备进行包括：
12.根据权利要求11所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的方法，其特征在于，所述冷冻处理的冷冻温度为-60～-5℃，冷冻时间为1～3h。
13.根据权利要求11-12任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的方法，其特征在于，所述激光加热机构的功率为10-100W，波长为805-2000nm，激光加热的频率为10-20kHz。
14.根据权利要求11-13任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的方法，其特征在于，所述激光加热机构的加热时间为5-30s，加热后所述加热正极片的温度为330-500℃。
15.根据权利要求11-14任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的方法，其特征在于，所述负压机构的负压为-20.0Pa～-0.01Pa。
16.根据权利要求11-15任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的方法，其特征在于，在所述刮刀将所述加热正极片表面的正极材料刮落后，利用安装于所述剥离室内的鼓风机将所述正极材料吹落。
17.根据权利要求16所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，其包括：冷冻机构、正极片牵引机构、激光加热机构、负压机构和剥离室，所述冷冻机构用于对正极片进行冷冻处理，所述正极片牵引机构用于对冷冻后的正极片进行牵引使其进入所述剥离室进行剥离，并牵引剥离后的铝箔从所述剥离室排出；所述激光加热机构用于对进入所述剥离室的所述正极片进行激光加热；所述剥离室内设置有用于剥离所述正极片的铝箔和正极材料的刮刀，所述负压机构与所述剥离室连通用于将剥离后的正极材料进行负压收集。
2.根据权利要求1所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述正极片牵引机构包括收卷辊、放卷辊和支撑筛网，所述收卷辊和所述放卷辊位于所述剥离室的两侧，所述正极片缠绕于所述收卷辊和所述放卷辊上且沿着所述放卷辊到所述收卷辊的方向运动，所述支撑筛网位于所述剥离室内且用于支撑所述正极片。
3.根据权利要求2所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述刮刀包括上刮刀和下刮刀，所述上刮刀和所述下刮刀分别设置于所述正极片的上下两侧，所述支撑筛网对应于所述下刮刀的位置处设置有供所述下刮刀伸入至所述正极片下表面的刀槽。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述正极片牵引机构还包括导向辊，所述导向辊为两组且分别设置于所述正极片位于所述剥离室外的两端的上下侧。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述剥离室内设置有沿着所述正极片宽度方向的滑轨，所述激光加热机构滑动设置于所述滑轨上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备还包括鼓风机，所述鼓风机位于所述剥离室内且朝向所述正极片牵引机构上的正极片。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备还包括热解炉，所述热解炉的进口与所述负压机构的出口连通。
8.根据权利要求7所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备还包括粉尘收集机构，所述粉尘收集机构与所述热解炉的出口连通。
9.根据权利要求8所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备还包括废气处理机构，所述废气处理机构与所述粉尘收集机构的出气口连通。
10.根据权利要求9所述的基于全链条一体化的废旧锂离子电池铝箔和正极材料剥离的设备，其特征在于，所述废气处理机构包括依次连通的焚烧塔、热交换器...
【专利技术属性】
技术研发人员：余海军，李爱霞，谢英豪，李长东，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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