技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種鋰離子電池正極廢棄漿料回收系統(tǒng)及回收方法。

背景技術(shù)：

鋰離子電池以其能量密度高、重量輕、使用壽命長(zhǎng)、自放電率低且無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在移動(dòng)通訊、筆記本電腦、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。鋰離子電池的主要部分是正、負(fù)極片，正極片通常是正極活性材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑均勻混合成漿料后涂布在集流體鋁箔上而制成的，其中正極活性材料一般為鋰的化合物,如鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等，而且正極活性材料約占電池總成本的30-40%。

將正極活性材料制成漿料涂布在集流體上時(shí)，各個(gè)工藝都不可避免的會(huì)產(chǎn)生廢棄漿料，不僅造成資源浪費(fèi)，而且處理不當(dāng)易造成環(huán)境污染。因此，為了節(jié)約成本、保護(hù)環(huán)境，有必要對(duì)正極廢棄漿料實(shí)施回收。但廢棄漿料長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣中，易混入雜質(zhì)、異物而且吸水后會(huì)產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象，如果直接用于涂布，粗硬的廢漿料顆粒在軋輥的作用下會(huì)扎破極片或者在卷繞電芯時(shí)刺穿隔膜，造成電池內(nèi)部短路，大大影響電池品質(zhì)。

因此，非常需要一種工序簡(jiǎn)單、回收率高、能連續(xù)化運(yùn)行、回收過(guò)程不引入其他成分且對(duì)環(huán)境友好的鋰離子電池正極廢棄漿料回收系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)，提供一種鋰離子電池正極廢棄漿料回收系統(tǒng)及回收方法，該系統(tǒng)能夠?qū)︿囯x子電池生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的正極廢棄漿料進(jìn)行連續(xù)回收，流程簡(jiǎn)潔，實(shí)施方便，回收效率高且經(jīng)濟(jì)效益明顯。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種鋰離子電池正極廢棄漿料回收系統(tǒng)，其特征在于，包括用于收集廢棄漿料、添加溶劑并進(jìn)行攪拌的攪拌機(jī)；對(duì)攪拌后的漿料進(jìn)行過(guò)濾以除去異物、雜質(zhì)的過(guò)濾漏斗；對(duì)除雜后的漿料進(jìn)行烘干以除去水分和溶劑的轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)；用于對(duì)烘干后的漿料粉料進(jìn)行研磨的球磨機(jī)；用于除去研磨后粉料中粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的流化床；用于除去從流化床中排出的有害氣體的填料吸收塔；對(duì)最終回收的粉料進(jìn)行過(guò)篩的篩分機(jī)；所述攪拌機(jī)、過(guò)濾漏斗、轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)、球磨機(jī)、流化床依次首尾連接，流化床的排氣口連接填料吸收塔，篩分機(jī)位于流化床出料口的下方。

進(jìn)一步的，所述過(guò)濾漏斗中設(shè)置有過(guò)濾網(wǎng)。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)包括筒體、電機(jī)、料道、料刷、刮刀、排料口，其中電機(jī)位于筒體內(nèi)部并通過(guò)支撐桿與筒體連接；料道呈“L”形，料道豎直部分的截面為圓形，且料道進(jìn)料口通過(guò)軸承與筒體上部端蓋相連，水平部分的截面逐漸由圓形向矩形過(guò)渡；料道末端通過(guò)支架連接料刷，料刷呈圓柱形結(jié)構(gòu)，其一側(cè)接觸料道的矩形出口，另一側(cè)與筒體的內(nèi)壁接觸；刮刀固連在料道上，且刀片與筒體內(nèi)壁接觸；電機(jī)的輸出旋轉(zhuǎn)軸與料道固連，并且料道豎直部分、輸出旋轉(zhuǎn)軸兩者的中心軸線重合；筒體的上部端蓋開有氣孔，所述排料口設(shè)置在筒體的底部。

進(jìn)一步的，所述筒體的外壁設(shè)置有用于對(duì)轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)加熱的電阻絲，所述電阻絲被隔熱層包裹。

本發(fā)明還公開一種鋰離子電池正極廢棄漿料回收方法，包括以下步驟：

（1）將收集到的鋰離子電池生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的正極廢棄漿料放入攪拌機(jī)，加入原先生產(chǎn)時(shí)配制正極漿料時(shí)添加的溶劑，邊添加溶劑邊進(jìn)行攪拌，直至廢棄漿料中的結(jié)塊現(xiàn)象消失；

（2）攪拌后的漿料流入過(guò)濾漏斗，進(jìn)一步除去異物及雜質(zhì)；

（3）過(guò)濾除雜后的漿料進(jìn)入轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)除去水分和溶劑，得到漿料粉料；

（4）烘干后的漿料粉料進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行粉碎；

（5）粉碎后的漿料粉料進(jìn)入流化床，進(jìn)一步除去粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑；

（6）對(duì)所得粉料進(jìn)行過(guò)篩，篩選出正極粉料。

進(jìn)一步的，所述步驟（1）中溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的回收系統(tǒng)中只加入了正常生產(chǎn)中所需的溶劑，并未引入其他成分，保證了回收純度；除雜后的漿料進(jìn)入轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)的料道，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，漿料在離心力作用下逐漸向末端矩形出口移動(dòng)，由于料刷接觸筒體和料道出口，因此料刷邊旋轉(zhuǎn)邊將漿料涂在筒體的內(nèi)壁上。由于筒體被電阻絲加熱，涂在內(nèi)壁上的漿料薄層會(huì)被迅速烘干，而且受熱均勻，刮刀隨后將漿料薄層從筒體內(nèi)壁刮下，所得粉料進(jìn)入球磨機(jī)；轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)烘出的水分和溶劑由排氣管導(dǎo)入到流化床中，并最終隨流化床中的有害氣體一起進(jìn)入填料吸收塔，避免了環(huán)境污染。

本發(fā)明的回收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池生產(chǎn)中正極廢棄漿料連續(xù)高效的回收，不僅能確保回收物料的純度，而且效率高、污染小，即使在長(zhǎng)期使用后仍具有良好的性能表現(xiàn)，從而大大降低了生產(chǎn)成本，提高了電池制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中鋰離子電池正極廢棄漿料回收流程圖；

圖2是本發(fā)明回收系統(tǒng)的空間布局結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)的局部剖視示意圖；

圖4是本發(fā)明中轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)對(duì)應(yīng)料道、支架及料刷的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖1示出了本發(fā)明中鋰離子電池正極廢棄漿料的回收流程，首先將正極廢棄漿料置于攪拌機(jī)中，邊添加正常生產(chǎn)時(shí)配制正極漿料所需的溶劑(如NMP),邊進(jìn)行攪拌，直至廢棄漿料中的結(jié)塊消失；攪拌后的漿料通過(guò)過(guò)濾漏斗去除異物及雜質(zhì)；然后再進(jìn)入轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)進(jìn)一步去除水分和溶劑；把轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)中生成的漿料粉料放入球磨機(jī)進(jìn)行粉碎；粉碎后的漿料粉料進(jìn)入流化床，進(jìn)一步去除粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑，同時(shí)轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)中產(chǎn)生的有害氣體也導(dǎo)入流化床中；最終，流化床中產(chǎn)生的有害氣體被填料吸收塔吸收，所得物料經(jīng)篩分機(jī)過(guò)篩，即為鋰離子電池正極活性材料。

圖2是本發(fā)明回收系統(tǒng)的空間布局結(jié)構(gòu)示意圖，該回收系統(tǒng)由攪拌機(jī)10、過(guò)濾漏斗20、轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)30、球磨機(jī)40、流化床50、篩分機(jī)60及填料吸收塔70組成。其中，攪拌機(jī)10、過(guò)濾漏斗20、轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)30、球磨機(jī)40、流化床50依次首尾連接；過(guò)濾漏斗20中設(shè)置有過(guò)濾網(wǎng)201；轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)30上開有氣孔301，通過(guò)排氣管302將有害氣體導(dǎo)入流化床50中；流化床50的排氣口501連接填料吸收塔70；篩分機(jī)60位于流化床50出料口502的下方。

圖3是本發(fā)明回收系統(tǒng)中轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)30的局部剖視示意圖，圖4是其對(duì)應(yīng)料道305、支架306及料刷307的三維結(jié)構(gòu)示意圖。轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)30主要是由筒體314、電機(jī)310、料道305、料刷307、刮刀309構(gòu)成，其中電機(jī)310通過(guò)支撐桿311與筒體314連接；料道305呈“L”形，料道305豎直部分的截面為圓形，且料道進(jìn)料口3051通過(guò)軸承304與筒體314上部端蓋303相連，水平部分的截面逐漸由圓形向矩形過(guò)渡；料道305末端通過(guò)支架306連接料刷307，料刷307呈圓柱形結(jié)構(gòu)，可繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)，其一側(cè)接觸料道305的矩形出口，另一側(cè)與筒體314的內(nèi)壁接觸；刮刀309固連在料道305上，且刀片與筒體314的內(nèi)壁接觸；電機(jī)310的輸出旋轉(zhuǎn)軸308與料道305固連，并且料道305豎直部分、輸出旋轉(zhuǎn)軸308兩者的中心軸線重合；筒體314的上部端蓋303開有氣孔301，并通過(guò)排氣管302將烘干產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入流化床50中；筒體314的外壁設(shè)置有電阻絲313，用于對(duì)轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)30加熱，同時(shí)電阻絲313被隔熱層312包裹。

開始操作時(shí)，除雜后的漿料由料道進(jìn)料口3051進(jìn)入轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)30，電機(jī)310運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，漿料在離心力作用下逐漸向料道末端矩形出口移動(dòng)，由于料刷307分別接觸筒體314和料道出口，因此料刷307邊旋轉(zhuǎn)邊將漿料涂在筒體314的內(nèi)壁上。由于筒體314被電阻絲313加熱，涂在內(nèi)壁上的漿料薄層會(huì)被迅速烘干，而且受熱均勻，刮刀309隨后將漿料薄層從筒體314內(nèi)壁刮下，所得粉料經(jīng)排料口315進(jìn)入球磨機(jī)40。轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)30烘出的水分和溶劑由排氣管302導(dǎo)入到流化床50中，并最終隨流化床50中的有害氣體一起進(jìn)入填料吸收塔70，避免了環(huán)境污染。

綜上所述，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)鋰離子電池正極廢棄漿料的連續(xù)、高效回收，流程簡(jiǎn)潔，未引入其他成分從而能夠有效保證回收物料純度。轉(zhuǎn)臂式烘干機(jī)、流化床中產(chǎn)生的有害氣體得以有效處理，環(huán)境污染小。本發(fā)明回收系統(tǒng)可有效降低鋰離子電池的制造成本并具有良好的操作性、安全性。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。