[0001] 本发明属于电池回收领域，具体涉及一种锂离子电池中金属离子回收装置及方法。

[0002] 在过去的二十年里，锂离子电池（LIBs）的市场显著增长，被广泛应用于 3C、电动汽车和储能等领域。然而，达到使用寿命后，将产生大量退役锂离子电池，其中含有大量有价金属元素和有害物质，一旦处理不当将造成资源浪费，并引发环境污染和安全问题，因此，退役锂离子电池的回收和循环利用技术成为当今研究的热点，也同时引起了全球关注。

[0003] 现有的锂离子电池电极材料一般都采用钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂和三元材料等。退役三元锂离子电池蕴含丰富的锂、镍、钴等有价金属元素,其中Co 占5%  20%,Ni 占~5%  12%,Mn占7%  10%,Li 占2%  5%,潜在资源量巨大，回收经济价值高。
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[0004] 现有技术中，对于废旧锂离子电池中金属的回收装置披露不多，且结构都较为复杂，本发明通过提供一整套回收装置，从原料的放电到最终的锂离子回收，可有效回收金属离子，实现废旧电池的资源化利用。

[0021] 在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

[0022] 实施例1如图2所示，一种废旧锂离子电池中金属离子回收装置，包括放电存放罐1、粉碎罐
2、筛分槽4、烘干箱5、有机物去除罐6、碱液罐7、pH调节罐10和吸附解吸罐8；所述放电存放罐1的底部出口与粉碎罐2的顶部入口间设置有传送带3；所述粉碎罐2的底部出口与筛分槽
4的顶部入口之间设置有传送带3；所述筛分槽4底部设置有金属外壳回收出口与电极材料出口；所述电极材料出口与烘干箱5连接，所述烘干箱5底部出口与有机物去除罐6顶部入口之间设置有传送带3，所述有机物去除罐6的底部出口与碱液罐7顶部入口之间设置有传送带3，所述碱液罐7的液体出口与pH调节罐10连接，所述pH调节罐10的底部出口与吸附解吸罐8的底部连接。所述放电存放罐1、粉碎罐2、有机物去除罐6和碱液罐7的底部均设置有液体流出口9，所述液体流出口9管道上设置有阀门。

[0023] 本实施例中，在吸附解吸罐8底部的液体入口处，分别连接至pH调节罐10与外部解吸液体，如图2所示，其中阀门A和阀门B分别控制两种液体的进入。

[0024] 如图3 图5所示，本实施例中筛分槽4由筛分槽主体、震动传送带4.1、风扇4.2、收~集槽4.3组成；所述筛分槽主体的一个侧面上设置有风扇4.2，所述筛分槽主体内设置有一个以上的震动传送带4.1，所述震动传送带4.1之间形成Z字型结构；所述筛分槽主体内部与风扇4.2相对的侧面底部设置有用于收集电极粉末的收集槽4.3，本实施例中收集槽4.3的一端向下倾斜，所述收集槽4.3的出口为电极材料出口，所述震动传送带4.1下方设置有金属外壳出口。

[0025] 如图6所示，本实施例中吸附解吸罐8上下分别为液体出口与液体入口。所述吸附解吸罐8内部从下到上分别设置有放置架8.4、吸附剂放置容器8.1、扰流盘8.5、放置架8.4和吸附剂放置容器8.1；所述吸附剂放置容器8.1放置于放置架8.4上；所述吸附剂放置容器8.1为网状材料制作成的柱体结构，内部填充有锂吸附剂，网状材料使得外部溶液可以进入吸附剂放置容器中进行接触吸附锂离子。如图8和图9所示，放置架8.4上设置有超声柱8.3，所述吸附剂放置容器8.1上对应设置有吸附剂放置容器孔道8.2，当吸附剂放置容器8.1放置于放置架8.4上时，所述吸附剂放置容器孔道8.2正好套入超声柱8.3上。

[0026] 本实施例中的扰流盘8.5如图11和图12所示，在扰流盘主体内，设置有多个条状的扰流柱，经过的液体在扰流柱内形成湍流。

[0027] 实施例2上述实施例1中的吸附剂放置容器内的吸附剂制备方法如下：
（1）将5kg煤粉灰、20kg高岭土、7kg凹凸棒土和8kg淀粉混合，将照物料与25kg水混合，研磨，离心，取沉淀物，挤压成球形状态，然后在5℃条件下煅烧3h，得到处理后的填料载体；
（2）先取100g硼酸和100g六偏磷酸钠，加入100L水中制备硼酸和六偏磷酸钠的混合溶液；取1500gAlCl3和700gNaAlO2分别溶解到硼酸和六偏磷酸钠的混合溶液（各取50L）中，将AlCl3的混合溶液中加入15kg填料载体，静置5h后，将溶液置于水浴锅中，控制水浴温度为55℃；加入NaAlO2混合溶液与50L的LiCl溶液（15g/L），然后缓慢加入氨水溶液，控制pH值在4 5；
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（3）在150r/min离心20min，将沉淀物进行干燥；
（4）在去离子水中进行洗脱5h，得到吸附剂。

[0028] 实施例3本实施例采用实施例1中的装置以及实施例2中的吸附剂。

[0029] （1）将废弃电池放置于电存放罐1内，所述电存放罐1加入饱和KCl溶液，使电池浸泡于饱和KCl溶液中12h；然后将液体排出后，打开底部出口，使得放电后的电池通过传送带3进入粉碎罐2；
（2）粉碎罐2中，粉碎设备对电池进行粉碎后，将液体排出后，打开底部出口，使得粉碎后的电池通过传送带3进入筛分槽4，进行筛分，其中金属外壳通过金属外壳出口筛出，进行回收；电极粉末通过电极材料出口筛出，然后进入烘干箱5，进行200℃烘干操作，所述烘干箱5是对电解质进行低温烘干去除；
（3）烘干后的电极材料经过传送带3进入有机物去除罐6，所述有机物去除罐6为热解装置；电极材料在有机物去除罐6中500℃下加热3h去除有机物后，然后打开底部出口，使得电极材料通过传送带3进入碱液罐7；
（4）碱液罐7中装有氢氧化钠溶液，浸泡12h后，进入pH调节罐10，加入盐酸溶液至pH为6 7形成悬浮液，此时打开阀门A，关闭阀门B，悬浮液进入吸附解吸罐8进行回收锂离~
子，吸附解吸罐8中超声功率为20kHz。回收后，关闭阀门A，打开阀门B改用纯水对吸附解吸罐8内部的进行解解吸，收集回收的解吸液体，即可实现锂离子的回收。

[0030] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。