用于处理用过的电池、特别是能充电的电池的方法和电池处理设备技术

本发明专利技术涉及一种用于处理用过电池(10)、特别是锂电池的方法，其具有下述步骤：将电池(10)粉碎，从而获得粉碎物(24)，使所述粉碎物(24)失活，从而获得失活的粉碎物(42)，和将所述失活的粉碎物(42)填充到运输容器(46)中。根据本发明专利技术设置，所述失活通过将所述粉碎物(24)干燥来进行，并且将所述粉碎物(24)如此长时间地干燥，直到使电解质含量少到电化学反应不能进行。

A method for handling used batteries, especially rechargeable batteries, and battery handling equipment

The invention relates to a method for disposing of used batteries (10), especially the method of lithium battery, which has the following steps: the battery (10) to get crushed, crushed (24), the product (24) inactivation, so as to obtain the deactivation of the crushed material (42), and the deactivation of the crushed material (42) filled into the shipping container (46). According to the setting of the invention, the deactivation is carried out by drying the comminution (24), and drying the said pulverized product (24) for so long until the electrolyte content is less than the electrochemical reaction can not be carried out.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理用过的电池、特别是能充电的电池的方法和电池处理设备
本专利技术涉及一种用于处理用过的电池、特别是用过的锂电池、例如锂离子电池的方法，其具有下述步骤(a)将电池粉碎，从而获得粉碎物，(b)使所述粉碎物失活，从而获得失活的粉碎物，和(c)将所述失活的粉碎物填充到运输容器中。根据第二方面，本专利技术涉及一种用于处理用过的电池、特别是用于处理用过的锂电池的电池处理设备，其具有(a)用于将电池粉碎从而获得粉碎物的粉粹单元，(b)用于使粉碎物失活的失活装置，和(c)用于将所述失活的粉碎物填充到运输容器中的填充装置。
技术介绍
由US2005/0241943A1公知了一种用于再处理用过的电池的方法，其中，电池在粉碎步骤之前被加热，从而将电池的塑料成分破坏。这种方法的缺点是，电池的剩余成分可能被塑料的分解物污染。由DE102012024876A1已知一种用于运送运输危险的电解质的系统，所述电解质首先在惰性气体中被粉碎并且接着被洒上降低活化作用粉末，以便阻止电化学活性材料的自燃。然而具有的缺点是，所产生的材料具有相对高的危险可能性，并且洒上的粉末本身具有爆炸风险，并且在运输容器中的易燃和易爆气氛不能被排除。由DE102011110083A1公知了一种用于从原电池重新获取活性材料的方法，其中，所述原电池首先被机械地粉碎，然后被预干燥并且接着被筛选。最后使粘合剂在炉中分解。这种装置非常好地适用于高效地回收利用大量电元件。然而对于部分负载运行来说，所述设备的结构相对复杂。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，避免现有技术中的缺点。本专利技术通过所述类型的方法解决所述问题，其中，所述失活至少也通过将粉碎物干燥来实现。根据第二方面，本专利技术通过一种电池处理设备解决所述问题，其中，失活装置包括干燥装置。本专利技术的优点是，通过干燥可以从粉碎物中去除这样多的电解质，以使得电化学反应不再能够或者仅仅还可以在可忽略的低的程度内进行。此外，在电池碎块上不形成易燃或易爆的气相，因为电解质的碳酸盐、特别是有机碳酸盐已被去除。因此，粉碎物很大程度上是惰性的，并且可以特别是当在真空中已被包装时，才被安全地输送。一个另外的优点是，为了使粉碎材料失活不必添加附加的材料。这减少了电池再处理中的花费，减小了失活的粉碎物的重量并且提高了在接下来的去除和回收利用步骤中的纯度。特别是在可能的接下来的湿法冶金的再处理步骤中，没有掺杂外来离子的高产品纯度是有利的。此外有利的是，获得运输安全的粉碎物。由此，有机碳酸盐的含量优选地如此低，以使得氟磷酸盐不可能以显著量形成。氟磷酸盐通常是非常强烈的神经毒物，必须可靠地阻止所述氟磷酸盐的形成。此外确保了，由于低的电解质含量不能导致由电化学反应引起的、自加强地进行的放热。在本说明书的范围内，“干燥”特别是理解为去除导电盐类的至少一种溶剂。所述干燥特别是这样进行，以使得碳酸二甲酯和/或碳酸甲乙酯被去除。电池特别是理解为锂电池。锂电池是一种蓄电池，在所述蓄电池中锂和/或锂离子和/或锂化合物参与电化学反应。电池处理设备特别是也理解为用于处理蓄电池的电池处理设备。运输容器也特别是理解为运输包装。优选地通过真空焊接将运输包装封闭。特别是铝复合膜很好地适合作为运输包装。有利的是，在电池粉碎之后进行所述干燥。虽然可能的是并且本专利技术的一个实施方式是，电池在未粉碎的状态中经受真空，从而使至少部分的电解质蒸发，其中，要么所产生的气体通过蓄电池中的安全阀挥发掉，要么电池由于外部环境和内部压力之间的压力差而被破坏，从而所述蒸发的电解质能够排出。然而，因为所述电解质大多数存在于由电极和隔离器(或隔膜)构成的紧密卷绕的或者堆叠的并且压紧的层之间并且存在于所述层的孔隙中，并且与电池的其他成分连接地存在，所以该做法可能是费时的。由此通常更有利的是并且本专利技术的一个优选的实施方式是，电池机械地、例如通过切割、剪断、撞击作用、拆解和/或挤压来粉碎。由此，为物质转换成气相提供更大的接触面。所述干燥可以例如通过真空干燥、接触干燥、对流干燥和/或照射干燥进行。有利的是，所述干燥在粉碎物搅拌和/或翻转的情况下进行。在粉碎之前优选地拆卸所述用过的电池。这意味着，较大的电池系统被拆卸成其较小的子组件、模块或者堆，或者甚至将包含电化学有效材料的单体电池从控制电子装置去除。控制电子装置例如包括半导体元件和/或传感器并且用于电池的充电控制。根据一个优选的实施方式，所述干燥在真空中进行。优选地，所述真空这样大地选择，以使得低于碳酸二甲酯在80℃、特别是在70℃下的蒸发压力。有利的是，所述干燥在最高300hPa、特别是最高100hPa的压力下进行。在这样低的压力下，大多数电解质的主要成分、特别是碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯在小于80℃的温度下就已经蒸发。低的温度具有的优点是，防止形成氟化氢。氟化氢对于电池处理设备以及周围环境是潜在危险。因此，防止氟化氢的形成是有利的。优选地，所述干燥在低于分解温度的温度下进行。分解温度特别是应理解为最低温度，对于所述最低温度适用的是，粉碎物在所述温度下保持一个小时之后，粘合剂的至少80质量百分比已经分解成气态成分。分解温度由此可以被测量，其方式是，逐渐地升高粉碎物的温度并且检测，在什么时候尤其通过由于粘合剂的分解产生气体而导致质量减少并且满足所给出的判据。必要时必须在各个升高的温度下多次进行分别对粉碎物的一个新样品的试验。有利的是，所述干燥在下述的气氛中进行，在所述气氛中，水分压小于50Pa、特别是小于10Pa。低的水分压导致锂化合物成为氢氧化锂的低反应率并且由此产生仅仅很少的氢。这阻止形成可燃的氢氧混合物并且有助于设备安全。此外有利的是，氧分压为最高10毫巴、特别是最高5毫巴。由此，氧与电池的可氧化成分的反应在很大程度上被抑制。可能的是，在干燥中通过低的压力达到低的氧分压。替换地或者附加地，所述干燥可以在惰性气体气氛中进行。下述的方法是优选的，其中，当在干燥结束之后不再能够通过所填充的粉碎物上形成易燃或易爆的混合气时，和/或当将粉碎物这样进行干燥，以使得在运输容器中或者在进一步处理期间不能产生易燃或易爆的混合气时，才结束对粉碎物的干燥。特征“当在干燥结束之后不再能够通过被填充的粉碎物形成易燃或易爆的混合气时，才结束粉碎物的干燥”特别是理解为：在呈50升容器形式的运输容器中，所述运输容器(关于其容积)的一半以粉碎物填充，在一周内在50℃和1013hPa下不形成易燃的混合气。所述判据是否被满足，在预试验中来确定。如果形成了易燃的混合气，则所述干燥必须更长地和/或在更低的压力下进行。预试验如此长地重复，直到确定下述的干燥持续时间和/或干燥压力，在所述干燥持续时间和/或干燥压力的情况下，所述特征在三个运输容器的测试组中对于所有三个运输容器来说都满足。优选地，将粉碎物如此长时间地干燥，直到粉碎物中的电解质含量少到电化学反应不能进行。换句话说，电解质含量小于阈值，其中，所述阈值这样来选择，以使得单体电池电压在该阈值被低于的情况下降低至最多四分之一。所述阈值例如通过如下方式确定，蓄电池的单体电池电压根据电解质含量来确定。在快要达到所述阈值之前，单体电池电压崩溃，也就是说，所述单体电池电压降低至少75％。如果低于所述阈值，则蓄电池包含这样少的电解质，以使得几乎不再能够进行电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理用过的电池(10)、特别是锂电池的方法，其具有下述步骤：(a)将所述电池(10)粉碎，从而获得粉碎物(24)，(b)使所述粉碎物(24)失活，从而获得失活的粉碎物(42)，和(c)将所述失活的粉碎物(42)填充到运输容器(46)中，其特征在于，(d)所述失活通过将所述粉碎物(24)干燥来实现。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.28 DE 102015207843.41.一种用于处理用过的电池(10)、特别是锂电池的方法，其具有下述步骤：(a)将所述电池(10)粉碎，从而获得粉碎物(24)，(b)使所述粉碎物(24)失活，从而获得失活的粉碎物(42)，和(c)将所述失活的粉碎物(42)填充到运输容器(46)中，其特征在于，(d)所述失活通过将所述粉碎物(24)干燥来实现。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述粉碎物(24)如此长时间地干燥，直到电解质含量少到电化学反应不能进行。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述干燥在真空中进行。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述真空借助于喷射泵产生，并且所述喷射泵的喷射介质具有至少8、特别是9的pH值和/或包含分离出氟的物质。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于下述步骤：(e)从所述运输容器(46)取出所述粉碎物(24)，(f)特别是通过喷气筛或者通过第二粉碎级将硬的部分去除和/或将活性材料与载体分离，从而形成活性材料组分(76)和载体组分(80)，和(g)将所述活性材料组分(76)和所述载体组分(80)分开地包装到输送容器(78)中。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当在干燥结束之后不再能够通过被填充的粉碎物形成易燃或易爆的气体混合物时和/或当将所述粉碎物进行干燥，以使得在所述运输容器中或者在进一步处理期间能产生易燃或易爆的气体混合物时，才结束对所述粉碎物的干燥。7.一种用于处理用过的电池、...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·哈尼施，B·韦斯特法尔，W·哈泽尔里德，M·舍尼茨，
申请(专利权)人：迪森费尔德有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE