一种废旧动力锂电池自动化拆分全组分洁净回收方法技术

一种废旧动力锂电池自动化拆分全组分洁净回收方法其特征包括以下步骤：将放电处理的废旧动力电池单体，经上料输送装置送到外壳切割装置中，切掉单体端盖后，推出电芯，用电芯切割装置将电芯切割成块状，回收外壳料，同时将电芯块送入有机溶剂中进行漂洗，溶剂全部收集后浓缩回收电解液，溶剂可蒸馏循环使用，之后将电芯块材料进行烘干，用涡电流分选方法分选出塑料隔膜片和正负极片，再连续用磁选方法分选出正极片和负极片，将正极片经水浸处理后烘干用滚动磨筛的方法进行材料分离分选，回收得到洁净的正极材料粉和正极铝箔片，负极片可采用同样的方法进行分离分选。

Automatic split whole component clean recovery method for waste power lithium battery

A waste of power lithium battery automatic separation of all components of clean recycling method includes the following steps: the waste battery monomer will discharge treatment, the material conveying device to shell cutting device, cut off the single end cover, launch batteries, electric core cutting device of the electrical core cut into blocks, recovery shell material, while rinsing electric pellets into the organic solvent, electrolyte concentration and recovery of solvent are collected, the solvent can be recycled after distillation, the electrical core block material drying, using eddy current separation method of sorting out the plastic diaphragm and the positive and negative pole pieces, then continuous separation of positive and negative pole piece by magnetic separation methods the anode sheet by soaking in water after drying by rolling grinding and screening method for material separation, recovery of cathode materials and cathode powder clean aluminum foil, the negative plate can be The same method is used for separation and separation.

【技术实现步骤摘要】
一种废旧动力锂电池自动化拆分全组分洁净回收方法
本专利技术属于动力锂电池回收
，尤其涉及一种废旧动力锂电池单体材料自动化拆解、分离，全组分洁净回收的工艺方法。
技术介绍
随着我国为化解化石能源与环境保护之间矛盾的政策力度不断加大，新能源电动汽车已成为汽车产业的重要发展方向。在电动汽车开始大量使用动力锂电池的同时，如何解决好动力锂电池退役后的综合回收利用问题，已是当前摆在新能源汽车和储能行业亟待解决好的课题。动力锂电池单体的主要结构材料是由正极片（在铝箔两面涂布上正极材料制成）、塑料隔膜、负极片（在铜箔两面涂布上负极材料制成）叠合后卷绕或逐层叠加制成圆柱形或立方形的整包电芯，装入电池单体外壳（钢外壳或铝外壳或铝塑软包）中引出正、负极耳，注入一定量的电解液（六氟磷酸锂+有机溶剂）再经密封后构成。正是由于动力锂电池电芯这种不同材料逐层叠合并反复叠制成一个整体材料包的特殊结构，再加上材料之间细小间隙内全部浸润着电解液，且三种材料又均没有透液性，所以在废旧动力锂电池单体拆解回收的过程中都会遇到：正极片、塑料隔膜、负极片三者之间分选困难，电解液回收困难和铝箔与正极材料之间、铜箔与负极材料之间分离困难这几大技术难题。现有的拆解分选回收技术是：1、单纯拆解去除电池单体的外壳后，将电芯材料整体焚烧去除电解液和塑料隔膜直接粉碎，再经过筛选和风选等工艺选出正极铝箔碎屑与负极铜箔碎屑和正极材料与负极材料的混合粉料。2、单纯拆解去除电池单体外壳后，将电芯整体加热去除电解液，采用人工剥离的方法分开正、负极片及隔膜材料，再对正、负极片分别进行粉碎和分选，分别得到正极材料粉和铝箔碎屑及负极材料粉和铜箔碎屑。3、将电池单体直接整体粉碎，经过煅烧去除电解液和隔膜，再经过多级分选选出外壳材料粉、正极铝箔碎屑、负极铜箔碎屑和正、负极材料粉的混合料。专利201410415339.8（一种新型废旧动力电池全自动拆解设备与方法），专利201510081942.1（一种车用动力电池全自动集成拆解装备），等主要是单纯的完成了废旧动力锂电池单体外壳的拆解及电芯的取出工作，并没有涉及和解决动力锂电池拆解回收需要解决的系统问题。仅就单体外壳的拆解工序来讲，以上专利对其中的关键问题——电解液如何有效的回收也没有得到有效的解决，均是一种不完善的方法或装备。专利201610519880.2（一种废旧锂电池高效分选回收装置），专利201420711248.4（一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统）等主要是通过单纯的拆解动力锂电池单体外壳取出电芯后，采用煅烧或加热方法去除电解液，再通过对电芯进行整体粉碎、筛分和磁选等方法进行分选回收，最终得到的是正、负极材料的混合粉，铜箔和铝箔碎屑的混合物及塑料隔膜的碎屑。存在的问题是：由于电解液中的电解质六氟磷酸锂受热或遇空气中的水分会分解出有毒和腐蚀性的氟化物，且现有技术对氟化物又没有有效的回收处理方法，因此会对水质及空气形成环境污染，同时也造成电解液和隔膜材料的资源浪费；电芯整体粉碎技术分选回收得到的是正、负极两种材料的混合掺杂粉料，对之后无论采用湿法冶金提取有价金属还是对电极材料进行修复再生利用等回收处理方法来讲，正、负极材料混合在一起都不是理想的电极材料分离分选方法；电芯整体粉碎筛分得到的是铜箔、铝箔的碎屑混合物，还需要通过比重分选等方法再次进行分选必将会增加回收成本；有的专利提到的用铜铝分选机将铜箔碎屑和铝箔碎屑分开，事实上是无法实现的，因为现有技术的铜铝分选机，指的是将非金属材料和有色金属（铜、铝）之间进行分选，并不能将已经混合在一起的成碎屑状的铜箔和铝箔之间进行分选；将电池单体在水溶液中放电、机械拆解、煅烧去除有机物、粉碎筛分等放在一个系统中，一是前期的水分和加热容易引起电解质六氟磷酸锂生成有害的氟化物，二是大规格的电池单体的放电和煅烧所用时间较长，与机械拆解与粉碎工艺之间节奏无法平衡，不适合绝大部分规格的动力锂电池实现规模化、自动化生产。2014104600743（一种废旧LiCoO2电池绿色拆解分离回收方法），专利201510496933.9（一种动力电池自动拆解回收设备和方法）是将废旧动力锂电池单体外壳单纯拆解后，取出电芯设想采用离心桶或废液回收槽收集电解液。存在的问题是，废旧动力锂电池中的电解液数量很少，是呈湿润状粘附在电芯的正、负极片和塑料隔膜上及包裹紧密的众多卷绕或叠加层的细小间隙中，且电解液具有一定的粘度，废旧电池单体外壳拆解后并不会发生电解液流出的现象，加上电芯的正、负极片和隔膜均是不能透过液体的材料，用离心方法或收集槽的方法是无法将电解液有效的回收起来的；有专利采用在密闭手套箱中用人工的方法进行正、负极片和隔膜的分选。存在的问题是，采用人工分离正、负极片和隔膜的方法只能少量的在实验室操作，是无法应用于规模化和自动化生产中。总之，现有废旧动力锂电池单体的拆解回收技术存在的不足是：⑴、对电池单体的拆解方法单纯，不能为后续的全组分材料分选回收创造有利的前提条件。⑵、采用将电芯整体加热或煅烧的方法会使电池单体组分中的电解液和塑料隔膜不能回收利用，同时电解液中的电解质也会因受热分解而产生具有腐蚀性和毒性的氟化物，且因其不易有效处理而造成环境污染，同时也形成了电解液和隔膜材料的资源浪费。⑶、用回收槽或离心桶收集电解液的方法，由于受电芯特殊结构及材料性质的影响，实际上无法达到回收效果，因此电解液中的电解质会在后续的回收过程中因接触空气中的水分而分解为氟化物造成环境污染。⑷、手工或设想用反绕机分开正、负极片和隔膜的方法根本无法实现规模化和自动化生产。⑸、电芯的整体粉碎方法使得正极材料、负极材料、铝箔及铜箔之间混杂严重，无法实现电芯包材料的洁净分离分选，最终得到的只能是正、负极材料粉的混合料和纯度不高的铝箔碎屑及铜箔碎屑。⑹、采用电芯的整体加热或煅烧方法加上粉碎、振动筛分选和风力分选的方法容易产生有害气体、粉尘及噪音的环境污染，不能实现电池拆解分选全过程的清洁生产。
技术实现思路
针对现有废旧动力锂电池拆解分选技术中存在的上述不足和动力锂电池回收领域对洁净拆解分选技术的需要，本专利技术提供了一种废旧动力锂电池拆解分选实现自动化全组分洁净回收、全过程清洁生产的方法。技术方案1、一种废旧动力锂电池自动化拆分全组分洁净回收方法，其特征包括以下步骤：将经前期放电处理后的废旧动力锂电池单体，放入储料装置中，上料输送装置将其送到外壳切割装置中，切掉电池单体的前、后端盖后，继续推出电芯到下一工位，用自动电芯纵、横切割装置将整体的电芯切割成块状，回收全部外壳切割材料，同时将电芯块迅速送入有机溶剂中进行漂洗、分散，有机溶剂全部收集后浓缩回收电解液，有机溶剂可蒸馏循环使用，之后将电芯块材料正、负极片和隔膜片进行烘干，用涡电流分选方法分选出塑料隔膜片和正负极片，回收塑料隔膜片，再连续用磁选方法分选出正极片和负极片，将正极片经水浸处理后先烘干再用滚动磨筛的方法进行材料分离分选，回收得到洁净的正极材料粉和铝箔片，负极片采用同样的方法进行分离分选，回收得到洁净的负极材料粉和铜箔片，从而实现动力锂电池单体材料外壳切割料、电解液浓缩液、塑料隔膜片、正极材料粉、铝箔片、负极材料粉及铜箔片的全组分洁净回收，同时达到拆解、分离、分选全过程的清本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废旧动力锂电池自动化拆分全组分洁净回收方法，其特征包括以下步骤：将废旧动力锂电池单体放入储料装置中，上料输送装置将其送到外壳切割装置中切掉电池单体的前、后端盖后，继续推出电芯到电芯切割装置中，经纵、横两个方向的切割加工将整体的电芯切割成块状，同时将电芯块迅速送入有机溶剂中进行漂洗、分散和烘干，用涡电流分选方法分选出塑料隔膜片和正负极片混合料，再连续用磁选方法分选出正极片和负极片，将正极片经水浸处理后烘干，用滚动磨筛的方法将正极材料和铝箔之间进行分离分选，负极片采用同样的方法进行分离分选。

【技术特征摘要】
1.一种废旧动力锂电池自动化拆分全组分洁净回收方法，其特征包括以下步骤：将废旧动力锂电池单体放入储料装置中，上料输送装置将其送到外壳切割装置中切掉电池单体的前、后端盖后，继续推出电芯到电芯切割装置中，经纵、横两个方向的切割加工将整体的电芯切割成块状，同时将电芯块迅速送入有机溶剂中进行漂洗、分散和烘干，用涡电流分选方法分选出塑料隔膜片和正负极片混合料，再连续用磁选方法分选出正极片和负极片，将正极片经水浸处理后烘干，用滚动磨筛的方法将正极材料和铝箔之间进行分离分选，负极片采用同样的方法进行分离分选。2.根据权利要求1一种废旧动力锂电池自动化拆分全组分洁净回收方法，其特征在于，所述的废旧动力锂电池单体包括：方形金属外壳、圆柱形金属外壳和方形铝塑软包的动力锂电池及磷酸铁锂正极材料、三元正极材料、硅碳负极材料和石墨负极材料的动力锂电池。3.根据权利要求1一种废旧动力锂电池自动化拆分全组分洁净回收方法，其特征在于，所述的用自动外壳切割装置切掉电池单体的前、后端盖后包括：除可对较大容量的方形电池单体进行外壳切割外...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴峻，赵小勇，李荐，
申请(专利权)人：北京赛德美资源再利用研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11