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。

為緩解經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展而引發(fā)的日趨嚴(yán)重的資源短缺與環(huán)境污染問題, 對廢舊物資實現(xiàn)全組分回收利用。廢鋰電池負(fù)極中的銅 (含量達(dá)35%左右) 是一種廣泛使用的重要生產(chǎn)原料, 粘附于其上的碳粉, 可作為塑料、橡膠等添加劑使用。因此, 鋰電池極片處理設(shè)備對廢鋰電池負(fù)極組成材料進(jìn)行有效分離, 實現(xiàn)廢鋰電池資源化, 消除其相應(yīng)的環(huán)境影響具有推動作用。

基于鋰電池負(fù)極結(jié)構(gòu)及其組成材料銅與碳粉的物料特性,采用錘振破碎、振動篩分與氣流分選組合工藝對廢鋰電池負(fù)極組成材料進(jìn)行分離與回收。

1) 通過錘振破碎、振動篩分與氣流分選組合工藝可實現(xiàn)對廢鋰電池負(fù)極材料中金屬銅與碳粉的資源化利用。

2) 負(fù)極材料經(jīng)過錘振破碎可有效實現(xiàn)碳粉與銅箔間的相互剝離, 后經(jīng)基于顆粒間尺寸差和形狀差的振動過篩可使銅箔與碳粉得以初步分離。錘振剝離與篩分分離結(jié)果顯示, 銅與碳粉分別富集于粒徑大于0.250 mm和粒徑小于0.125 mm的粒級范圍內(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) 對于粒徑為0.125~0.250 mm且銅品位較低的破碎顆粒, 可采用氣流分選實現(xiàn)銅與碳粉間的有效分離, 當(dāng)氣流速度為1.00 m/s時即可取得良好的回收效果, 金屬銅的回收率可達(dá)92.3%, 品位達(dá)84.4%。