CN106299530A - 一种新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法，包括以下步骤：将新能源汽车用动力型锂离子电池的外壳进行人工拆解，取出单体电池；将单体电池进行剩余电量检测，未充分放电的单体电池需要在充放电设备上进行充分放电；将自放电完毕的单体电池烘干后，放入到破碎机内进行破碎；破碎后进行烘干，并对蒸发物进行回收；将烘干后的破碎物进一步粉碎后过筛，筛下物即为正负极材料和粘结剂的混合物，筛上物为单体电池的外壳包装物与铝箔、铜箔、少量正负极材料混合物；将筛上物用摇床进行选矿分类，可将单体电池的外壳包装物分离出去。本发明的有益效果是：将电池正负极材料和铜、铝等有价金属分类分离并实现了有机电解液的回收。
Description
技术领域
本发明涉及废旧电池回收技术领域，尤其是涉及一种新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法。
背景技术
随着新能源电池制造技术的不断提升，新能源电池在生产生活领域备受人们关注。2014年新能源汽车和电动自行车用动力电池市场已经达到120亿元，正极材料成本约占动力电池成本的25％左右，即约30亿元的市场份额。2015年，以电动大巴为代表的新能源汽车已经实现了爆发式的增长，新能源汽车领域动力电池的应用量越来越大。这意味着，未来5年内，新能源汽车的动力锂离子电池将逐步报废，产生大量的废旧锂离子电池。动力锂离子电池内含有大量的镍、钴、锰、铁等有价金属，具有良好的回收价值。
现有的锂离子电池回收工艺专利，主要是对锂电池直接进行直接破碎，或者将电池剥开，然后对正负极片中镍、钴、锰、铁、铜、铝等有价金属的浸出工艺申请专利，如申请号为201210496378.6的大连东泰产业废弃物处理公司申请保护的废旧锂电池处理方法。此外，也有专利对高锰系列锂电池破碎后，直接进行火法熔炼，制备锰铁合金，如申请号为201210017163.1的佛山市邦普循环科技有限公司申请保护的一种锰系废旧电池中有价金属的回收利用方法。动力电池单体电池相比一般数码产品锂离子电池储存能量大几倍，如果拆解前未对电池进行强制放电处理，直接进行破碎，或者在水中浸泡，或者人工手动拆解操作不当，对锂电池意外穿刺，很容易引起燃烧、爆炸，危害人身安全；而且动力锂离子电池中储存有大量的有机电解液，对人身健康和环境都存在很大的危害性。如果采用上述两个专利方法对动力锂电池直接进行回收，破碎过程中可能会产生起火爆炸和电解液挥发泄露等情况，危害人身和环境安全；破碎物料未经分类回收，也会增加有价金属的后期提取成本。
由此可见，如何研究出一种新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法，能够将新能源汽车用动力型锂离子电池中最有价值的正负极材料和铜、铝等有价金属分类分离出来，并实现有机电解液废弃物的回收，避免了回收过程中锂电池起火爆炸和电解液挥发泄露的情况发生，即该方法具有操作安全、高效的优点，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法。
本发明一种新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法，包括以下步骤：
(a)动力电池外壳的人工拆解：将新能源汽车用动力型锂离子电池的外壳进行人工拆解，取出所述新能源汽车用动力型锂离子电池内的单体电池包；
(b)残余电量强制性放电处理：将所述单体电池包置于电子负载仪上进行强制性放电，直至放电完毕；
(c)破碎：先将所述单体电池包进行烘干操作，之后再置于破碎机中进行多级破碎，直至所述单体电池包的破碎物平均直径小于1cm为止；
(d)电解液有机溶液的烘干和回收：电解液有机溶液的烘干和回收：将所述破碎物放入真空干燥箱内进行真空干燥处理，干燥温度为50-100℃，并对该过程中所挥发的气态有机溶剂分子进行冷凝回收；
(e)破碎并筛分：将烘干后结块的所述破碎物进一步粉碎后过10-50目筛，筛下物为所述新能源汽车用动力型锂离子电池正负极材料与粘结剂的混合物，筛上物为所述单体电池包的外壳包装物与铝箔、铜箔、少量正负极材料的混合物；由于所述铝箔、铜箔、少量正负极材料的混合物中的正负极材料的含量非常小，所以可以忽略不计。
(f)分选：将所述筛上物置于分选设备上进行分选，将所述单体电池包的外壳包装物与所述铝箔、铜箔的混合物分离。
进一步地，所述单体电池包的外壳包装物包括铝塑膜、铝壳和钢壳。
进一步地，所述单体电池包可以是单个锂电池，也可以是由一定数量锂电池组成的电池组模块。
进一步地，所述锂电池可以是软包电池、钢壳电池、铝壳电池等锂电池中的一种或几种。
进一步地，所述破碎机可以是鄂式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、圆锥破碎机、齿辊破碎机、双辊破碎机等设备的中的一种或者两种联用。
进一步地，所述分选设备，可以是摇床、跳汰机等重介质选矿设备。
本发明一种新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法，与现有技术相比具有以下优点：
首先，本发明工艺安全、简单高效的实现了新能源汽车用动力型锂离子电池拆解分类回收，适用于大批量处理报废动力型锂离子电池；其次，本发明加入了残余电量强制放电步骤，大大降低了动力电池拆解过程中起火、爆炸等危险的发生；然后，本发明加入了有机电解液真空回收步骤，杜绝了有机物对环境和工作人员的危害；最后，本发明可将新能源汽车用动力型锂离子电池的外壳如铝塑膜铝壳钢壳等包装物、铝箔铜箔混合物、正负极粉末材料有效分离出来，实现了新能源汽车用动力型锂离子电池内高价值的铝箔铜箔混合物、正负极粉末材料等资源分类回收。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。
如图1所示，将新能源汽车用动力型锂离子电池的外壳进行人工拆解，取出新能源汽车用动力型锂离子电池内单体电池；将单体电池进行剩余电量检测，未充分放电的单体电池需要在充放电设备上进行充分放电；将自放电完毕的单体电池烘干后，放入到破碎机内进行破碎；破碎后进行烘干，并对蒸发物进行回收；将烘干后的破碎物进一步粉碎后过筛，筛下物即为正负极材料和粘结剂的混合物，筛上物为单体电池的外壳包装物与铝箔、铜箔、少量正负极材料混合物；将筛上物用摇床进行选矿分类，可将单体电池的外壳包装物分离出去，即可回收得到铝箔、铜箔。其中，所述单体电池的外壳包装物包括铝塑膜、铝壳、钢壳等。为了对该技术方案进行更为详细的阐释，所以选择以下三个实施例作进一步说明。
实施例1：
选用力神江淮汽车IEV5动力电池组，单体电池为18650电池；首先将动力电池外壳人工拆解，拆解完成后取出里面的18650动力电池包，将电池包在电子负载仪上进行快速强制放电；放电完毕后，放入鄂式破碎机进行破碎，直至破碎物平均直径至1cm以下；将破碎完毕的物料放入真空干燥机，进行80℃真空干燥，有机溶剂气体冷凝回收；将烘干后结块的物料放入齿辊破碎机中，进一步细粉碎，然后过10-50目筛，筛下物即为正负极材料和粘结剂的混合物，筛上物为单体电池的外壳包装物、18650钢壳、铝箔、铜箔、少量正负极材料混合物；将筛上物置于跳汰机上进行分选，可将单体电池外壳包装物、钢壳与细小的铝箔铜箔混合物分离开。
实施例2：
选用中航锂电三元材料动力电池组，单体电池为铝塑膜软包电池；首先将动力电池外壳人工拆解，拆解完成后取出单体电池包，将电池包在在电子负载仪上进行快速强制放电；放电完毕后，放入鄂式破碎机进行破碎，直至破碎物平均直径至1cm以下；将破碎完毕的物料放入真空干燥机，进行80℃真空干燥，有机溶剂气体冷凝回收；将烘干后结块的物料放入齿辊破碎机中，进一步细粉碎，然后过10-50目筛，筛下物即为正负极材料和粘结剂的混合物，筛上物为单体电池的外壳包装物、铝塑膜与铝箔、铜箔、少量正负极材料混合物；将筛上物置于跳汰机上进行分选，可将单体电池的外壳包装物铝塑膜与细小的铝箔铜箔混合物分离开。
实施例3：
选用比亚迪K9动力电池组，单体电池为磷酸铁锂铝壳电池；首先将动力电池外壳人工拆解，拆解完成后取出单体电池包，将电池包在电子负载仪上进行快速强制放电；放电完毕后，放入鄂式破碎机破碎机进行破碎，直至破碎物平均直径至1cm以下；将破碎完毕的物料放入真空干燥机，进行80℃真空干燥，有机溶剂气体冷凝回收；将烘干后结块的物料放入齿辊破碎机中，进一步细粉碎，然后过10-50目筛，筛下物即为正负极材料和粘结剂的混合物，筛上物为单体电池的外壳包装物、钢壳、铝箔、铜箔、少量正负极材料混合物；将筛上物置于跳汰机上进行分选，可将单体电池的外壳包装物、钢壳与细小的铝箔铜箔混合物分离开。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将新能源汽车用动力型锂离子电池的外壳进行人工拆解，取出所述新能源汽车用动力型锂离子电池内的单体电池包；
(b)将所述单体电池包置于电子负载仪上进行强制性放电，直至放电完毕；
(c)先将所述单体电池包进行烘干操作，之后再置于破碎机中进行多级破碎，直至所述单体电池包的破碎物平均直径小于1cm为止；
(d)将所述破碎物放入真空干燥箱内进行真空干燥处理，干燥温度为50-100℃，并对该过程中所挥发的气态有机溶剂分子进行冷凝回收；
(e)将烘干后结块的所述破碎物进一步粉碎后过10-50目筛，筛下物为所述新能源汽车用动力型锂离子电池正负极材料与粘结剂的混合物，筛上物为所述单体电池包的外壳包装物与铝箔、铜箔的混合物；
(f)将所述筛上物置于分选设备上进行分选，将所述单体电池包的外壳包装物与所述铝箔、铜箔的混合物分离。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法，其特征在于：所述单体电池包的外壳包装物包括铝塑膜、铝壳和钢壳。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法，其特征在于：所述单体电池包为单个锂电池或由多个锂电池组成的电池组模块。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法，其特征在于：所述锂电池为软包电池、钢壳电池、铝壳电池中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法，其特征在于：所述破碎机为鄂式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、圆锥破碎机、齿辊破碎机、双辊破碎机中的一种或者两种联用。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的新能源汽车用动力型锂离子电池的拆解分类回收工艺方法，其特征在于：所述分选设备为摇床或跳汰机。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170104 |