鋰電池主要由外殼、正極、負(fù)極、電解液與隔膜組成。正極是通過(guò)起粘結(jié)作用的PVDF將鈷酸鋰粉末涂布于鋁箔集流體兩側(cè)構(gòu)成;負(fù)極結(jié)構(gòu)與正極類似,由碳粉粘結(jié)于銅箔集流體兩側(cè)構(gòu)成。基于鋰電池正極結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用破碎篩分與氣流分選組合工藝,對(duì)其進(jìn)行分離富集研究,以實(shí)現(xiàn)廢鋰電池正極鋁與黑粉的分離回收。
鋰電池正極設(shè)備工作原理:
基于鋰電池正極結(jié)構(gòu)及鋁與正極材料的物料特性,采用錘振破碎、振動(dòng)篩分與氣流分選組合工藝對(duì)廢鋰電池正極組成材料進(jìn)行分離與回收。實(shí)驗(yàn)采用ICP-AES分析實(shí)驗(yàn)樣品與分離富集產(chǎn)品的金屬品位。結(jié)果表明:該正極材料經(jīng)破碎篩分后,粒徑大于0.250 mm的破碎料中鋁的品位為92.4%,而粒徑小于0.125 mm的破碎料中正極材料的品位為96.6%,均可直接回收;粒度為0.125~0.250 mm的破碎料中,鋁的品位較低,可通過(guò)氣流分選實(shí)現(xiàn)鋁與正極材料的有效分離回收;氣流分選過(guò)程中,操作氣流速度為1.00 m/s時(shí),鋁的回收率達(dá)92.3%,品位達(dá)84.4%
廢鋰電池正極設(shè)備特點(diǎn):
1、通過(guò)錘振破碎、振動(dòng)篩分與氣流分選組合工藝可實(shí)現(xiàn)對(duì)廢鋰電池正極材料中金屬鋁與正極材料的資源化利用。
2、正極材料經(jīng)過(guò)錘振破碎可有效實(shí)現(xiàn)碳粉鋁箔間的相互剝離,后經(jīng)基于顆粒間尺寸差和形狀差的振動(dòng)過(guò)篩可使鋁箔與正極材料得以初步分離。錘振剝離與篩分分離結(jié)果顯示,鋁與正極材料分別富集于粒徑大于0.250 mm和粒徑小于0.125 mm的粒級(jí)范圍內(nèi),品位分別高達(dá)92.4%和96.6%,可直接送下游企業(yè)回收利用。
3、對(duì)于粒徑為0.125~0.250 mm且鋁品位較低的破碎顆粒,可采用氣流分選實(shí)現(xiàn)鋁與正極材料間的有效分離,當(dāng)氣流速度為1.00 m/s時(shí)即可取得良好的回收效果,金屬鋁的回收率可達(dá)92.3%,品位達(dá)84.4%。
4、該設(shè)備主要用于鋰離子電池生產(chǎn)廠家,對(duì)報(bào)廢正極片中的正極材料進(jìn)行分離處理,以便循環(huán)利用之目的。成套設(shè)備在負(fù)壓狀態(tài)中運(yùn)作,無(wú)粉塵外瀉,分離效率可達(dá)98%以上。
正極片破碎系統(tǒng)流程
報(bào)廢正極片進(jìn)入專用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎,粉碎后物料進(jìn)入分析機(jī)中進(jìn)行初次分選,其中的金屬和極粉混合物進(jìn)入直線篩進(jìn)行篩分,上層出金屬鋁,下層出正極粉,中層出金屬鋁和正極粉的混合物,混合物進(jìn)入研磨機(jī)中進(jìn)行研磨,研磨后物料進(jìn)入集料器出料到旋振篩中進(jìn)行篩分。
正極片處理工藝流程圖解:
1.粉碎機(jī):把氣流分選后的物料進(jìn)行粉碎。
2.分析機(jī):把粉碎后的物料進(jìn)行風(fēng)選分離。
3.氣流分選機(jī):把經(jīng)分析機(jī)分選的物料進(jìn)行篩選,把金屬物料和正極粉分別分選出來(lái)。
4.研磨機(jī):將氣流分選機(jī)中的金屬和黑粉混合物進(jìn)入研磨機(jī)進(jìn)行研磨,將部分金屬卷曲而夾帶的黑粉進(jìn)行剝離5.集料器:把正極粉進(jìn)行收集排放。
6.旋振篩:將研磨后的物料進(jìn)行篩分。
7.脈沖凈化器:把整套設(shè)備運(yùn)行中所產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行收集排放