本发明涉及电解液回收,特别涉及一种电解液回收利用装置及方法。
背景技术:
1、随着锂离子电池在各个领域的广泛应用,其使用寿命结束后的回收处理成为一个重要的议题,电解液作为锂离子电池的关键组成部分,含有碳酸酯溶剂和六氟磷酸锂(lipf6)等,不仅具有较高的经济价值,而且如果不当处理会对环境造成严重污染,因此,开发有效的电解液回收技术对于资源的循环利用和环境保护具有重要意义。
2、为此,本申请提出一种电解液回收利用装置及方法,通过过滤组件过滤电解液中的杂质,杂质包括拆解电池时电池的碎屑,以及后续电解液在反应的过程中产生的杂质,同时利用搅拌组件搅拌电解液与反应物料,通过精确的化学处理和过滤步骤,使废弃的电解液恢复到与商业电解液相似的性能标准继而实现电解液回收利用。
技术实现思路
1、解决的技术问题:电解液含有碳酸酯溶剂和六氟磷酸锂等,不当处理会对环境造成严重污染的问题。
2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种电解液回收利用装置及方法,进而解决了背景技术中提及的技术问题。
3、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
4、一种电解液回收利用装置,包括滤箱、搅拌箱,所述滤箱的内部安装有过滤组件;
5、所述过滤组件包括安装在滤箱的两个螺杆,两个所述螺杆之间螺纹连接有滤盘,所述滤盘的中部固定连接有滤芯,所述滤盘的中部固定连接有止逆膜,所述滤箱的顶端固定连接有电机一,所述电机一的输出端通过皮带轮组与两个螺杆相连;
6、所述滤箱通过连接管、泵送通道与搅拌箱相连,所述搅拌箱的内部安装有搅拌组件,所述搅拌箱的顶端安装有加料组件。
7、在一种可能的实现方式中,所述止逆膜置于滤芯的上侧,所述止逆膜由多个橡胶片呈环形排列组成,多个所述橡胶片边缘相接处相互挤压呈圆锥形,所述止逆膜运用心脏三尖瓣的原理。
8、在一种可能的实现方式中,所述搅拌组件包括安装在搅拌箱内部的转动辊一,所述转动辊一的中部固定连接有搅拌架一,所述转动辊一的一端固定连接有齿轮一,所述转动辊一的外部套设有搅拌架二,所述搅拌架二的一侧开设有齿槽,所述齿槽的内壁固定连接有内齿轮二,所述搅拌箱的外部固定连接有电机二,所述电机二的输出端固定连接有齿轮三。
9、在一种可能的实现方式中,所述齿轮一设置在齿槽的内部,所述齿轮三啮合在齿轮一与内齿轮二之间。
10、在一种可能的实现方式中,所述加料组件包括多个固定在搅拌箱顶端的储料箱,所述储料箱的顶端固定连接有电机三,所述电机三的输出端固定连接有转动辊二,所述转动辊二的下侧安装有绞龙,所述储料箱的下侧开设有称料箱,所述称料箱的中部转动连接有称重板。
11、在一种可能的实现方式中,所述称重板的一侧固定连接有转动杆,所述转动杆远离称重板的一侧转动连接有连接杆,所述连接杆的另一端转动连接有气动杆,多个所述气动杆的输入端之间连接有气管。
12、在一种可能的实现方式中,所述气管的输入端连接有气动设备。
13、在一种可能的实现方式中,多个所述储料箱(19)的内部盛装有各类粉末状化学原料,各所述储料箱(19)内部的材料分别是氟代碳酸乙烯酯( fec)、硝酸锂()、二氟草酸硼酸锂(lidfob)、4-巯基吡啶(4mpy)、碳酸钠()。
14、在一种可能的实现方式中,所述滤箱的底端安装有卸渣盖。
15、在一种可能的实现方式中,应用于上述一种电解液回收利用装置的一种电解液回收利用方法,包括以下步骤:
16、步骤一:初滤,过滤电解液中可以含有电池碎片杂质等,过滤后的电解液通过止逆膜推送到搅拌箱的内部;
17、步骤二:一次反应,通过加料组件往搅拌箱的内部添加氟代碳酸乙烯酯,锂离子脱溶剂化能垒,并在金属锂表面分解形成富含固体电解质界面膜的层;
18、步骤三:二次过滤,一次反应完成后通过泵送通道将搅拌箱内部的电解液及杂质送往滤箱的内部,通过过滤组件对其实施二次过滤,过滤一次反应中氟代碳酸乙烯酯中可能含有的碳酸亚乙烯酯和二氟代碳酸乙烯酯杂质,过滤后的电解液通过止逆膜推送到搅拌箱的内部;
19、步骤四:二次反应,通过加料组件往搅拌箱的内部添加硝酸锂,将硝酸根引入锂离子溶剂化壳层,促进双氟磺酰亚胺阴离子的分解,形成富含氟化锂界面层;
20、步骤五:三次反应,通过加料组件往搅拌箱的内部添加二氟草酸硼酸锂,二氟草酸硼酸锂优先被氧化,形成含硼的聚合物组分,有助于形成稳定的正极电解质界面层;
21、步骤六:三次过滤,一次反应完成后通过泵送通道将搅拌箱内部的电解液及杂质送往滤箱的内部,通过过滤组件对其实施三次过滤,过滤二氟草酸硼酸锂在合成过程中产生的一些不溶性杂质,过滤后的电解液通过止逆膜推送到搅拌箱的内部;
22、步骤七:四次反应,通过加料组件往搅拌箱的内部添加4-巯基吡啶,作为电解液添加剂,动态调节多硫化物转化路径,减缓多硫化物的穿梭;
23、步骤八:五次反应,通过加料组件往搅拌箱的内部添加碳酸钠,调节电解液ph值。
24、与现有技术相比的有益效果:
25、1.本方案中,通过过滤组件中的螺杆和滤盘的上下移动,实现了对电解液中杂质的有效过滤,滤芯和止逆膜的设计使得电解液在压力作用下通过滤芯析出,同时止逆膜利用心脏三尖瓣原理防止过滤后的电解液回流,确保了过滤过程的单向性和高效性。这种设计不仅提高了电解液的回收效率,还保证了回收后电解液的纯度,有利于后续的再利用;
26、2.本方案中,通过搅拌组件的设计使得电解液与加入的化学原料能够在搅拌箱内充分混合和反应,电机二带动的搅拌架一和搅拌架二反向交叉转动,这种搅拌方式可以加速电解液与化学材料的反应过程,提高反应效率,通过精确控制化学原料的添加量和搅拌过程,可以优化电解液的回收和再利用效果,减少资源浪费;
27、3.本方案中,通过精确的化学处理和过滤步骤,使废弃的电解液恢复到与商业电解液相似的性能标准,恢复后的电解液在293.15 k下展现出2.2 s·cm^-1的高离子电导率和4.73 kj/mol的表观活化能,与具有相同组成的商业电解质非常相似,这表明再生电解液能够提供与新电解液相媲美的电池性能,这对于推动电池技术的发展和普及具有重要意义。
1.一种电解液回收利用装置,包括滤箱(1)、搅拌箱(10),所述滤箱(1)通过连接管(9)、泵送通道(29)与搅拌箱(10)循环连接,所述搅拌箱(10)的内部安装有搅拌组件,所述搅拌箱(10)的顶端安装有加料组件,其特征在于,所述滤箱(1)的内部安装有过滤组件;
2.如权利要求1所述的一种电解液回收利用装置,其特征在于:所述止逆膜(7)置于滤芯(6)的上侧,所述止逆膜(7)由多个橡胶片呈环形排列组成,多个所述橡胶片边缘相接处相互挤压呈圆锥形,所述止逆膜(7)运用心脏三尖瓣的原理。
3.如权利要求1所述的一种电解液回收利用装置,其特征在于:所述搅拌组件包括安装在搅拌箱(10)内部的转动辊一(11),所述转动辊一(11)的中部固定连接有搅拌架一(12),所述转动辊一(11)的一端固定连接有齿轮一(14),所述转动辊一(11)的外部套设有搅拌架二(13),所述搅拌架二(13)的一侧开设有齿槽(15),所述齿槽(15)的内壁固定连接有内齿轮二(16),所述搅拌箱(10)的外部固定连接有电机二(17),所述电机二(17)的输出端固定连接有齿轮三(18)。
4.如权利要求3所述的一种电解液回收利用装置,其特征在于:所述齿轮一(14)设置在齿槽(15)的内部,所述齿轮三(18)啮合在齿轮一(14)与内齿轮二(16)之间。
5.如权利要求1所述的一种电解液回收利用装置,其特征在于:所述加料组件包括多个固定在搅拌箱(10)顶端的储料箱(19),所述储料箱(19)的顶端固定连接有电机三(21),所述电机三(21)的输出端固定连接有转动辊二(20),所述转动辊二(20)的下侧安装有绞龙(22),所述储料箱(19)的下侧开设有称料箱(23),所述称料箱(23)的中部转动连接有称重板(24)。
6.如权利要求5所述的一种电解液回收利用装置,其特征在于:所述称重板(24)的一侧固定连接有转动杆(25),所述转动杆(25)远离称重板(24)的一侧转动连接有连接杆(26),所述连接杆(26)的另一端转动连接有气动杆(27),多个所述气动杆(27)的输入端之间连接有气管(28)。
7.如权利要求6所述的一种电解液回收利用装置,其特征在于:所述气管(28)的输入端连接有气动设备。
8.如权利要求5所述的一种电解液回收利用装置,其特征在于:多个所述储料箱(19)的内部盛装有各类粉末状化学原料,各所述储料箱(19)内部的材料分别是氟代碳酸乙烯酯、硝酸锂、二氟草酸硼酸锂、4-巯基吡啶、碳酸钠。
9.如权利要求1所述的一种电解液回收利用装置,其特征在于:所述滤箱(1)的底端安装有卸渣盖(8)。
10.应用于权利要求1至9任一项所述的一种电解液回收利用装置的一种电解液回收利用方法,其特征在于,包括以下步骤: