一种锂电池电解液去除设备及方法技术

本发明专利技术公开一种锂电池电解液去除设备及方法，设备包括壳体、传送装置、加热装置、应急装置、温度检测装置和浓度检测装置；所述传送装置、所述加热装置、所述应急装置、所述温度检测装置和所述浓度检测装置均设置于所述壳体内；所述壳体的前部顶端设置有进料口，所述壳体的顶端中部还设置有多个排气口，所述壳体的尾部底端还设置有出料口。本发明专利技术将破碎后的电池物料进行处理，根据电解液各组分物理化学性质的差异，采用负压低温烘干的方法将电解液与其它物料进行分离；将电解液去除过程中经负压收集到的有机蒸气送入蓄热式热力焚化炉(RTO)燃烧，形成二氧化碳和水，安全排放。

A Lithium Battery Electrolyte Removal Equipment and Method

The invention discloses a lithium battery electrolyte removal device and method, which comprises a shell, a conveying device, a heating device, an emergency device, a temperature detection device and a concentration detection device; the conveying device, the heating device, the emergency device, the temperature detection device and the concentration detection device are all arranged in the shell; the front top of the shell is arranged. A feed port is provided, and a plurality of exhaust ports are arranged in the middle part of the top of the shell, and an outlet port is also arranged at the bottom end of the tail of the shell. According to the difference of physical and chemical properties of each component of the electrolyte, the electrolyte is separated from other materials by negative pressure low temperature drying method, and the organic vapor collected by negative pressure in the process of electrolyte removal is sent to the regenerative thermal incinerator (RTO) for combustion to form carbon dioxide and water, which can discharge safely.

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池电解液去除设备及方法
本专利技术涉及锂电池电解液去除
，特别是涉及一种锂电池电解液去除设备及方法。
技术介绍
锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠Li+在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解液嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极。锂动力电池一般是使用锂盐为正极材料、石墨为负极材料，使用非水电解质的电池。一般根据包装方式、正极材料、结构等分类。按照包装方式，锂动力电池通常分为三种：圆柱型电池、方型电池和软包电池。电池内部一般采用螺旋绕制或者叠片式结构，在正负极间用一种渗透性较强的高密度聚乙烯或聚丙烯薄膜作为绝缘材料。正极由正极材料(磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂或三元等)及铝箔组成的电流收集极；负极由石墨材料及铜箔组成的电流收集极。电池内充有由六氟磷酸锂和有机溶剂配制的电解液。随着国家对电动汽车的大力推广。截至2017年底，我国累计推广新能源汽车180多万辆，装配动力蓄电池约86.9GWh，2018年后新能源汽车动力电池将进入规模化退役，预计到2022年累计将超过40万吨，复合增长率达70％。未来将有大量锂动力电池面临报废的问题，根据中国汽车技术研发中心的预计，我国报废电池的回收率不足2％，而废旧锂动力电池中含有大量可利用资源，例如铝、铜等有价金属以及石墨、正极材料等，还含有镍、钴、锰、锂等元素。倘若废旧电池不能得到有效处理，不仅会造成资源浪费，还会对环境造成严重污染。此外，废旧锂动力电池由于本身带有一定的残余电量，倘若不做相应的处置，很可能会引发着火、爆炸等安全事故。由于锂电池中的钴、镍、锂等元素属于稀缺资源，循环利用也符合国家倡导的循环经济政策。基于环保、安全、循环利用的综合考虑，废旧锂动力电池的回收再利用势在必行。锂电池的电解液由溶质和溶剂(多种简单有机酯)组成，其中溶质主要为六氟磷酸锂(LiPF6)，溶剂为主要为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(DEC)、碳酸二乙酯(EMC)等。在锂电池综合回收利用过程中，安全去除电解液的方式一直是行业内比较难解决的问题，由于电解液自身的物理化学性质特殊，且易燃易爆，有刺激性气味，导致电解液去除难度较大。目前在锂电池回收行业，针对锂电池电解液的回收还没有一种高效无污染的方法。回收企业一般采取以下几种方式去除电解液：1、将废旧锂电池放电至0V，破坏废旧锂动力电池上盖泄压口，将导管伸入电池泄压口中，采用负压吸取的方式将电解液抽离电池，并集中后交由第三方处理。2、将废旧锂电池放电至0V，在电池外壳体上刺出泄流孔，在一定的露点条件下(-40℃)收集电解液；将电解液引入到氧化钡乙醇溶液反应釜中，经过搅拌、沉淀、过滤干燥，溶解于酸液中，收集固体氟化锂。3、将废旧锂电池放电至0V，切除废旧锂动力电池上盖，将电芯取出。将多个电芯置于由惰性气体保护下的热裂解炉(回转窑)中，在一定温度条件下蒸发电解液，产生的有机蒸气随着剩余电芯排出热裂解炉，剩余电芯转移至中转料仓。经由热裂解炉排出的有机蒸气通入二次燃烧炉进行处理。但是上述各处理方式均存在有缺点：a、方式1和方式2均需要将电池放电至0V，预处理时间过长，处理成本较高；放电至0V时，电池容易鼓胀，导致危险情况发生，甚至有概率引起着火事故。b、方式1中虽然将电解液负压集中收集，但夹在极片中的电解液不能完全被抽离，分离效率比较低。同时，电解液属于固废范畴，交由第三方处理成本较高。c、方式2中夹在极片中的电解液相比于方式1中残存较多且处理条件苛刻，虽然此方式将有机溶剂易燃易爆的潜在危险消除，但经过酸液处理后产生含高浓度COD的废水较多，处理难度大；同时，由于操作复杂，对操作者危险较大。d、方式3中有机物裂解后生成的气体和剩余物从一个出料口排出，不能完好的控制气体的走向，容易造成气体泄漏。因为电解液中有机溶剂均为易燃易爆，且爆炸极限范围较低，具有较大的安全隐患。在裂解过程中，由于有大量的塑料参与，尾气处理过程中，如有不当就会形成大量二噁英，造成二次污染。e、方式1和方式2对软包锂动力电池还不能有效的处理。从上文所述可知，针对锂动力电池的电解液还没有行之有效的处理方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锂电池电解液去除设备及方法，将破碎后的电池物料进行处理，根据电解液各组分物理化学性质的差异，采用负压低温烘干的方法将电解液与其它物料进行分离；将电解液去除过程中经负压收集到的有机蒸气送入蓄热式热力焚化炉(RTO)燃烧，形成二氧化碳和水，安全排放。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种电解液去除设备，包括壳体、传送装置、加热装置、应急装置、温度检测装置和浓度检测装置；所述传送装置、所述加热装置、所述应急装置、所述温度检测装置和所述浓度检测装置均设置于所述壳体内；所述壳体的前部顶端设置有进料口，所述壳体的顶端中部还设置有多个排气口，所述壳体的尾部底端还设置有出料口。优选的，所述传送装置为传送带，所述传送带配备电机减速器。优选的，所述加热装置采用加热管，所述加热管设置有多个，多个所述加热管均布于所述壳体的侧壁以及顶壁上。优选的，所述温度检测装置采用温度检测探头，用于检测壳体内不同位置的温度，所述温度检测探头设置有多个，多个所述温度检测探头分布于所述壳体的前部、顶部和尾部；所述浓度检测装置采用浓度检测探头，用于检测壳体内不同种类成分的浓度，所述浓度检测探头设置有多个，多个所述浓度检探头分布于所述壳体的前部、顶部和尾部。优选的，所述应急装置包括火灾自动报警器、灭火控制器、气体灭火设备、输送管和灭火气体喷头，所述火灾自动报警器以及所述灭火气体喷头均设置于所述壳体内，所述火灾自动报警器与所述灭火控制器连接，所述灭火控制器控制所述气体灭火设备，所述气体灭火设备通过所述输送管与所述灭火气体喷头连接。优选的，所述进料口内设置有绝缘涂层。优选的，所述排气口通过法兰连接有负压集气装置。优选的，所述壳体内还设置有监控装置，所述监控装置采用摄像头，所述摄像头内配备循环水。优选的，所述壳体上还开设有多个维护口，多个所述维护口分别设置于所述壳体的两侧。本专利技术还公开了一种锂电池电解液去除方法，包括如下步骤：1)将锂电池电解液去除设备开机预热，开启温度检测装置，控制温度在100～400℃，并将蓄热式热力焚化炉开机预热；2)待锂电池电解液去除设备内温度达到200℃以上时，开启锂电池电解液去除设备外部的负压集气装置；3)待锂电池电解液去除设备内温度达到相对平衡后，启动锂电池电解液去除设备中的传送装置、浓度检测装置、应急装置和蓄热式热力焚化炉中的检测装置、点火装置；4)将破碎后的锂动力电池物料运送至进料口，由进料口将破碎后物料摊平并滑落至传送装置上，破碎后物料经过传送装置时吸收热量将电解液蒸发，与其它物料分离，其它物料经由出料口传送至中转料仓；5)蒸发气体经由负压集气装置运送至蓄热式热力焚化炉中，经过高温燃烧，生成无污染二氧化碳和水，安全排放；6)锂电池电解液去除设备中的浓度检测装置检测到气体中有机物浓度达到一定浓度后，通过中控自动调节负压集气装置中风机的转速；7)当破碎后物料在传送装置上出现冒烟和燃烧时，锂电池电解液去除设备中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池电解液去除设备，其特征在于：包括壳体、传送装置、加热装置、应急装置、温度检测装置和浓度检测装置；所述传送装置、所述加热装置、所述应急装置、所述温度检测装置和所述浓度检测装置均设置于所述壳体内；所述壳体的前部顶端设置有进料口，所述壳体的顶端中部还设置有多个排气口，所述壳体的尾部底端还设置有出料口。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池电解液去除设备，其特征在于：包括壳体、传送装置、加热装置、应急装置、温度检测装置和浓度检测装置；所述传送装置、所述加热装置、所述应急装置、所述温度检测装置和所述浓度检测装置均设置于所述壳体内；所述壳体的前部顶端设置有进料口，所述壳体的顶端中部还设置有多个排气口，所述壳体的尾部底端还设置有出料口。2.根据权利要求1所述的锂电池电解液去除设备，其特征在于：所述传送装置为传送带，所述传送带配备电机减速器。3.根据权利要求2所述的锂电池电解液去除设备，其特征在于：所述加热装置采用加热管，所述加热管设置有多个，多个所述加热管均布于所述壳体的侧壁以及顶壁上。4.根据权利要求3所述的电解液去除设备，其特征在于：所述温度检测装置采用温度检测探头，用于检测壳体内不同位置的温度，所述温度检测探头设置有多个，多个所述温度检测探头分布于所述壳体的前部、顶部和尾部；所述浓度检测装置采用浓度检测探头，用于检测壳体内不同种类成分的浓度，所述浓度检测探头设置有多个，多个所述浓度检探头分布于所述壳体的前部、顶部和尾部。5.根据权利要求4所述的锂电池电解液去除设备，其特征在于：所述应急装置包括火灾自动报警器、灭火控制器、气体灭火设备、输送管和灭火气体喷头，所述火灾自动报警器以及所述灭火气体喷头均设置于所述壳体内，所述火灾自动报警器与所述灭火控制器连接，所述灭火控制器控制所述气体灭火设备，所述气体灭火设备通过所述输送管与所述灭火气体喷头连接。6.根据权利要求5所述的锂电池电解液去除设备，其特征在于：所述进料口内设置有绝缘涂层。7.根据权利要求6所述的锂电池电解液去除设备，其特征在于：所述排气口通过法兰连接有负压集气装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冠，吕中国，董国军，毕玉辉，张艳成，
申请(专利权)人：哈尔滨巴特瑞资源再生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23