一种锂离子电池回收利用前的安全处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种锂离子电池回收利用前的安全处理方法及装置，锂离子电池的安全回收方法。该安全处理方法包括：1)将开口的锂离子电池或电芯置于密封腔体内，对密封腔体进行抽真空；2)向密封腔体内加入浸渍液进行浸渍处理，所述浸渍液为水溶性有机物与水的混合溶液，水溶性有机物与水的质量比为(3～19)：1，浸泡后排出浸渍废液。本发明专利技术提供安全处理方法，采用水溶性有机物与水的混合溶液作为处理液，降低水与电芯中余锂反应速率，避免了H

Safety treatment method and device before lithium ion battery recycling and safety recovery method of lithium ion battery

The invention relates to a method and a device for safely processing lithium ion batteries before recycling, and a safe recovery method of a lithium ion battery. Including the safe processing method is: 1) the opening of the lithium ion battery or electric core is arranged in the sealing cavity, the seal cavity vacuum; 2) soaked to the sealed cavity into the impregnation solution, impregnation solution for the mixed solution of water soluble organic matter and water quality, water soluble organic matter and the water ratio (3 ~ 19):1, discharged waste liquid impregnation after soaking. The invention provides a safety treatment method which adopts a mixed solution of water-soluble organic matter and water as a treatment solution, thereby reducing the reaction rate of residual lithium in the water and the electric core and avoiding the H

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池回收利用前的安全处理方法及装置，锂离子电池的安全回收方法
本专利技术属于锂离子动力电池的回收
，具体涉及一种锂离子电池回收利用前的安全处理方法及装置，锂离子电池的安全回收方法。
技术介绍
随着中国政府对新能源汽车大力推广，尤其是锂离子动力电池汽车的鼓励和支持，未来将会产生大量的废旧锂离子动力电池。因为锂离子电池原料中含有大量的镍、钴、紫铜、锂等稀贵金属，另外报废的锂离子电池中含有易燃的电解液和具有剧毒性的LiPF6，因此对废旧锂离子动力电池的回收处理不当，不但会造成资源浪费，同时也会带来一定的污染问题。虽然，目前国内有一些直接将电池整体破碎后经过磁选、重力分选、风选的方法对废旧电池进行回收分类，但是，由于该处理过程中破碎后的分选过程很难有效的实现各种材料的有效分选，尤其是所得到的电池材料中混入了大量的铜、铝、石墨、塑料。因此，为了降低材料中含有大量的杂质，降低后期处理成本，较为合理的方法是将废旧锂离子动力电池电芯拆解为正极片、负极片、隔膜，再通过后续处理实现各种物质的分类回收利用。授权公告号为CN103825064B的专利公开了一种废旧动力磷酸铁锂电池环保回收工艺方法，其是将电池完全放电后，将电池内的电解液抽出，加入一定量的溶剂或置换液，搁置30min后再抽出电池内部液体；再采用冷切割方法将电池沿顶部切割开，实现壳体、PP板附件、正极、负极、隔膜的分类回收。在锂离子电池电芯拆解过程中，由于电芯中存在因循环过程无法回归到正极材料的不可逆锂(余锂)，容易导致起火、爆炸等安全问题；同时，电芯中存在的LiPF6暴露在空气中，容易与水蒸气反应而产生HF等有毒气体，上述因素导致锂离子电池电芯的拆解过程需要在保护气氛中进行，从而保证拆解过程安全，然而这种处理方式在很大程度上影响了电芯拆解的效率和灵活度，也无法从根本上消除起火、有毒有害挥发性有机物危害操作人员等安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锂离子电池回收利用前的安全处理方法，其可有效去除余锂及六氟磷酸锂，从根本上解决电芯拆解时的安全隐患和对环境的影响，经处理后的电池或电芯的拆解无需在保护气氛中进行。本专利技术的第二个目的是提供一种锂离子电池回收利用前的安全处理装置。本专利技术的第三个目的是提供一种锂离子电池的安全回收方法。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种锂离子电池回收利用前的安全处理方法，包括以下步骤：1)将开口的锂离子电池或去除电池壳后的电芯置于密封腔体内，对密封腔体进行抽真空至真空度不高于-0.095MPa，保压至少2min；2)向密封腔体内加入浸渍液进行浸渍处理，浸渍处理期间对密封腔体进行抽真空，保持真空度不高于-0.095MPa；然后排出浸渍处理后的浸渍废液；所述浸渍液为水溶性有机物与水的混合溶液，水溶性有机物与水的质量比为(3～19)：1。步骤1)可视作对密封腔体的初步抽真空，通过初步抽真空过程，可促进后期浸渍液进入开口的电池或去电池壳后的锂离子电池电芯，该处理为浸渍处理做好准备。步骤2)中，浸渍处理时，保持真空度不高于-0.095MPa的微负压状态，可将密封腔体内产生的氢气及时排除，一方面促进相关反应快速进行，另一方面防止了氢气等易燃、易爆气体的聚集，增加生产过程的安全性。本专利技术中，水溶性有机物与水的混合溶液与锂、LiPF6的反应式如下，由于水溶性有机物很大程度上稀释了水的浓度，因此如下的反应速度较为缓慢，若水溶性有机物为低分子醇，则同时存在④和⑤中的反应：2Li+2H2O→2LiOH+H2①；LiPF6+H2O→LiF+POF3+2HF②；POF3+3H2O→H3PO4+3HF③；2Li+2ROH→2ROLi+H2④；ROLi+H2O→LiOH+ROH⑤；以上反应过程中，水与水溶性有机物的配比对余锂及六氟磷酸锂的消除程度至关重要，如水量过大，由于水与锂、LiPF6的反应速度快，反应速度过快，会使热量，易燃、易爆气体同时富集，不利于安全生产。如水溶性有机物用量过大，则会导致反应活性降低、反应速度减慢，同样使余锂及LiPF6难以彻底清除。本专利技术提供的锂离子电池回收利用前的安全处理方法，采用一定浓度的水溶性有机物与水的混合溶液作为处理液，反应速率适宜，避免了H2等易燃气体和热量的富集，安全性高；避免了反应过快或过慢导致的锂、LiPF6的消除不彻底的现象，经处理后的电池或电芯无需在保护气氛中进行拆解，提高了后续电芯拆解回收过程的安全性和拆解效率。步骤2)中，浸渍处理的时间为0.1h以上。优选的，还包括步骤3)：对密封腔体抽真空，保持真空度不高于-0.095MPa，待体系有浸渍废液产生时，停止抽真空，将浸渍废液排出。该步骤中，保持真空度不高于-0.095MPa，可将锂离子电池电芯内的浸渍废液充分排出，极大程度消除后续回收过程的有机物释放。进一步优选的，可重复进行步骤3)1～20次，以使浸渍废液充分排出。浸渍废液经氢氧化钙净化后循环用于浸渍处理。步骤2)和/或步骤3)中，抽真空得到的挥发性物质经冷凝回收合并到浸渍废液中。所述水溶性有机物为低分子醇或丙酮。低分子醇为甲醇、乙醇或丙醇。经过氢氧化钙悬浊液或者熟石灰对浸渍液的净化处理可快速的实现氟的去除，得到的浸渍液可以直接循环利用。进一步的，采用上述锂离子电池回收利用前的安全处理方法，浸渍处理在密封罐体中进行，通过抽真空、排液过程的优化设置，在消除锂离子电池电芯内的余锂和六氟磷酸锂的基础上，使浸渍废液充分脱离，后续电芯拆解为正极片和负极片的过程无需在保护气氛中进行。同时，该安全处理方法合理处理了浸泡过程中产生的氢气、乙醇等易燃气体，安全性高；浸渍液可经回收后重复利用，有利于降低企业生产成本，实现绿色生产。一种锂离子电池回收利用前的安全处理装置，包括浸渍液贮罐、浸渍罐、浸渍废液贮罐、冷凝器、抽真空设备，浸渍液贮罐的出口与浸渍罐的进口通过第一连接管道相连通，用于将浸渍液贮罐中的浸渍液通入浸渍罐中；所述浸渍罐具有排液口，所述排液口与浸渍废液贮罐的入口通过第二连接管道相连通，用于将浸渍罐中经浸渍产生的浸渍废液排入浸渍废液贮罐中；所述浸渍罐还设有出气口，所述出气口与冷凝器的进口相连通，冷凝器的出口连接有抽真空设备，所述冷凝器还设有用于排出冷凝液的排液口，所述冷凝器的排液口和浸渍废液贮罐的入口相连通。优选的，还包括用于对浸渍废液进行净化的净化系统，净化系统具有入口和出口，净化系统的入口与浸渍废液贮罐的出口相连通，净化系统的出口与浸渍液贮罐的入口相连通用于回收净化处理后的浸渍废液。本专利技术提供的锂离子电池回收利用前的安全处理装置，结构简单，设计合理，可以对废旧锂离子电池的拆解回收进行连续化、安全化、无害化处理，提高后续锂离子电池拆解回收的效率和安全性。一种锂离子电池的安全回收方法，包括以下步骤：a)将锂离子电池开口或去除电池壳后得到电芯；b)将开口的锂离子电池或电芯置于密封腔体内，对密封腔体进行抽真空至真空度不高于-0.095MPa，保压至少2min；c)向密封腔体内加入浸渍液进行浸渍处理，浸渍处理期间对密封腔体进行抽真空，保持真空度不高于-0.095MPa；然后排出浸渍处理后的浸渍废液；所述浸渍液为水溶性有机物与水的混合溶液，水溶性有机物与水的质量比为(3～19)：1；d)对密封腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池回收利用前的安全处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将开口的锂离子电池或去除电池壳后的电芯置于密封腔体内，对密封腔体进行抽真空至真空度不高于‑0.095MPa，保压至少2min；2)向密封腔体内加入浸渍液进行浸渍处理，浸渍处理期间对密封腔体进行抽真空，保持真空度不高于‑0.095MPa；然后排出浸渍处理后的浸渍废液；所述浸渍液为水溶性有机物与水的混合溶液，水溶性有机物与水的质量比为(3～19)：1。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池回收利用前的安全处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将开口的锂离子电池或去除电池壳后的电芯置于密封腔体内，对密封腔体进行抽真空至真空度不高于-0.095MPa，保压至少2min；2)向密封腔体内加入浸渍液进行浸渍处理，浸渍处理期间对密封腔体进行抽真空，保持真空度不高于-0.095MPa；然后排出浸渍处理后的浸渍废液；所述浸渍液为水溶性有机物与水的混合溶液，水溶性有机物与水的质量比为(3～19)：1。2.如权利要求1所述的安全处理方法，其特征在于，步骤2)中，浸渍处理的时间为0.1h以上。3.如权利要求1所述的安全处理方法，其特征在于，还包括步骤3)：对密封腔体抽真空，保持真空度不高于-0.095MPa，待体系内有浸渍废液产生时，停止抽真空，将浸渍废液排出。4.如权利要求3所述的安全处理方法，其特征在于，重复进行步骤3)1～20次。5.如权利要求1或3所述的安全处理方法，其特征在于，步骤2)和/或步骤3)中，浸渍废液经氢氧化钙净化后循环用于浸渍处理。6.如权利要求1或3所述的安全处理方法，其特征在于，步骤2)和/或步骤3)中，抽真空得到的挥发性物质经冷凝回收合并到浸渍废液中。7.如权利要求1所述的安全处理方法，其特征在于，所述水溶性有机物为低分子醇或丙酮。8.一种锂离子电池回收利用前的安全处理装置，其特征在于，包括浸渍液贮罐、浸渍罐、浸渍废液贮罐、冷凝器及抽真空设备，浸渍液贮罐的出口与浸渍...

【专利技术属性】
技术研发人员：李肖肖，郭盛昌，王楠，李新旺，
申请(专利权)人：中航锂电洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41