锂离子电池在充放电过程中会由于脱嵌锂而发生结构膨胀或收缩。在对锂离子电池充电时,负极侧发生的是插层嵌锂(例如石墨负极、硬碳负极等)或合金化嵌锂(例如硅基负极、锂金属负极等)的过程,因此负极材料一般会随着嵌锂深度的增加而发生明显的体积膨胀,例如石墨负极一般会产生10~15%的体积膨胀,而硅基负极大可产生300%的体积膨胀。
正负极片处理过程中,需要人工拆解,剥离,采用破碎,筛分,研磨,除尘等组合工艺,对正负极片进行分离回收,包括铜,铝,石墨,黑粉稀有金属,分选回收率可达99%以上!
正极电位高,铜箔在高电位下很容易被氧化,而铝的氧化电位高,且铝箔表层有致密的氧化膜,对内部的铝也有较好的保护作用。采用两者做集流体都是因为两者导电性好,质地比较软(可能这也会有利于粘结),也相对常见比较廉价,同时两者表面都能形成一层氧化物保护膜。
我们都知道,锂电池工作原理是将化学能转化为电能的一种电化学装置,那么在这个过程中,我们需要一种介质把化学能转化的电能传递出来,这里就需要导电的材料。而在普通材料中,金属材料是导电性好的材料而在金属材料里价格便宜导电性又好的就是铜箔和铝箔。同时,在锂电池中,我们主要有卷绕和叠片两种加工方式。相对于卷绕来说,需要用于制备电池的极片具有一定的柔软性,才能极片在卷绕时不发生脆断等问题,而金属材料中,铜铝箔也是质地较软的金属。后就是考虑电池制备成本,相对来说,铜铝箔价格相对便宜,世界上铜和铝元素资源丰富。
废弃的锂电池中含有大量且经济价值高的金属资源,锂电池中的正极片 材料为钴酸锂粉、负极片材料为石墨粉,无论正极片还是负极片中均含有大量的镍、铜、铝 等金属材料。如果能有效地回收处理废弃或不合格的锂电池,不仅能减轻废旧电池对环境 的压力,还可以避免造成钴、镍等金属资源的浪费。
报废锂电池正负极片回收处理设备采用机械敲打、破碎、分离等物理处理办法回收、分离锂电池中塑胶,金属物料及正负极材料,原料用粗碎机破碎至10mm 以下, 再进入微粒粉碎机进行剥离粉碎,后进入微粉分级机分离处理,尾灰由后道旋风分离器及脉冲除尘器收集。整个工艺技术在负压状态中运作,无粉尘外泻,分离效率可达98%以上,对已经报废锂电池中的铝泊、铜泊与正负极材料等进行分离处理,以便循环利用之目的。