锂电池低温热解系统及其热解方法技术方案

本发明专利技术涉及废旧锂电池回收领域，提供了一种锂电池低温热解系统及其热解方法。该锂电池低温热解系统包括热解腔体，热解腔体内设有螺旋，螺旋的两端与电源的两个电极连接。该热解方法包括以下步骤：将电池加工成电池碎片；电池碎片进入到热解腔体内，通过螺旋连续传送电池碎片，螺旋的两端通电，使得热解腔体内部温度升高至222℃2222℃，电池碎片热解。本申请，采用电阻原理的方式升温加热，实现热解腔体在短时间内快速升温，具有清洁环保、无污染的优点，通过调节螺旋的转动频率，改变热解腔体内电池碎片的电阻，进而调节热解腔体内部的温度，使得电池碎片均匀受热，可精确控制热解温度，确保热解效果，有效实现电池的资源化利用。

Low temperature pyrolysis system and pyrolysis method of lithium battery

【技术实现步骤摘要】
锂电池低温热解系统及其热解方法
本专利技术涉及废旧锂电池回收领域，具体涉及一种锂电池低温热解系统及其热解方法。
技术介绍
锂离子电池由于其具有能量密度高、循环寿命长、工作温度范围宽和安全可靠等优点，在3C类电子产品、动力汽车及军工等领域得到了广泛应用。随着电动汽车行业日益发展，大批量退役后的锂离子动力电池作为一种新兴固废进入到处理处置环节。废旧锂电池作为一种储能设施，电池内部材料由金属及非金属多种物质混合而成，从结构上分为电池外壳，电池集流体，正极材料、负极材料、电解液、隔离膜以及其他附属部件。废旧锂电池即作为一种工业危废又作为一种城市矿产资源，可从环保及资源化利用上整合处理。传统的锂电池回收主要采用火法或湿法进行回收，火法通过高温热处理工艺，实现物料的分离，但能耗高，容易造成电池材料的烧结过渡，影响产品回收品质；湿法主要通过酸浸等工艺进行金属的分离与提纯，该方法能够实现物质高纯度分离，但同时也产生含重金属的废液，易造成环境的二次污染。为了解决上述问题，现有技术采用低温热处理方式回处理锂电材料的有机组分。其中主要采用回转窑或旋转热解室实现内热或外热式加热锂电混合物料。内热式以回转窑为主，利用外加燃料与空气进行混合燃烧产生高温烟气，高温烟气与物料直接接触。为了保证燃料充分燃烧，降低烟气中黑度和CO含量，空气过量系数通常为1.222.2，且燃烧反应设备为动设备，密封效果不好，因此不能精确控制氧含量和回转窑温度。外热式主要为间接加热，燃料与空气产生的高温烟气与物料不接触，高温烟气则通常为负压操作，负压受制于焚烧及烟气净化系统的波动，导致补氧量变化，温度同样存在难控制，进而影响热解效果。且两者均采用燃烧的方式，容易产生污染气体。
技术实现思路
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本专利技术提供了一种锂电池低温热解系统及其热解方法。上述锂电池低温热解系统包括热解腔体，热解腔体上设有可供电池碎片进入的第一进料通道，热解腔体的内部转动设有螺旋，螺旋的进料端与第一进料通道连通，螺旋用于连续传送电池碎片，热解腔体上设有与螺旋的出料端连通的第一出料通道，螺旋的进料端和出料端分别与电源的两个电极连接，螺旋采用导电材质。可选的，还包括破碎装置，破碎装置包括壳体，壳体上设有可供电池进入的第二进料通道，壳体内设有用于将电池破碎成电池碎片的刀具组件，壳体上设有可供电池碎片排出的第二出料通道，经第二出料通道排出的电池碎片进入到第一进料通道。可选的，第二进料通道沿着电池的进料方向依次设有第一闸门和第二闸门，第一闸门和第二闸门之间形成可供电池堆积的腔体。可选的，第二出料通道与第一进料通道之间设有用于传送电池碎片的第一传送装置。可选的，壳体上设有用于制备氮气的氮气系统，壳体的侧壁上设有排气口。可选的，还包括分离装置，分离装置包括：燃烧室，用于燃烧电池碎片经热解产生的混合气体，燃烧室与第一出料通道管道连接，燃烧室上连接有烟气净化系统；物料分离系统，电池碎片经热解分离产生的混合物料进入到物料分离系统内。可选的，第一出料通道与物料分离系统之间设有用于传送混合物料的第二传送装置。上述的一种锂电池低温热解方法包括以下步骤：将电池加工成电池碎片；电池碎片进入到热解腔体内，通过热解腔体内部的螺旋连续传送电池碎片，螺旋的两端通电，电池碎片通电后放热使得热解腔体内部温度升高至222℃2222℃，电池碎片热解；热解产生的混合气体和混合物质分别进入到烟气处理系统和物料分离系统。可选的，电池在-22℃2-42℃的氮气环境下进行破碎，电池碎片的粒径小于5cm。可选的，螺旋的转速为5252HZ，通过调节螺旋的转速调节处于热解腔体内部电池碎片的体积，进而改变电池碎片的阻值。本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请，将热解温度控制在222℃2222℃，确保夹杂在电池材料内的有机组分热解挥发，同时避免出现电池材料在高温下灼烧失去活性，并造成烧结过度的现象。采用电阻原理的方式升温加热，实现热解腔体在短时间内快速升温，具有清洁环保、无污染的优点。通过调节螺旋的转动频率，改变热解腔体内电池碎片的电阻，进而调节热解腔体内部的温度，使得电池碎片均匀受热，可精确控制热解温度，确保热解效果，有效实现电池的资源化利用。附图说明图1是本专利技术一实施方式中锂电池低温热解系统的示意图。附图标记：1、热解腔体；11、第一进料通道；12、第一出料通道；2、螺旋；3、电源；4、破碎装置；41、壳体；42、第二进料通道；43、第二出料通道；44、一级破碎刀具；45、二级破碎刀具；46、第一闸门；47、第二闸门；5、第一传送装置；6、氮气系统；7、燃烧室；71、烟气净化系统；72、物料分离系统；8、第二传送装置；9、提升机。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本申请实施例提供的锂电池低温热解系统包括热解腔体1，热解腔体1上设有可供电池碎片进入的第一进料通道11，热解腔体1的内部转动设有螺旋2，螺旋2的进料端与第一进料通道11连通，螺旋2用于连续传送电池碎片，确保电池碎片均匀堆积在螺旋2内。热解腔体1上设有与螺旋2的出料端连通的第一出料通道12，螺旋2的进料端和出料端分别与电源3的两个电极连接。具体地，螺旋2采用导电材质，且电源3的两个电极与螺旋2的进料端和出料端之间通过电刷连接，通过电刷实现旋转部件与静止部件之间传导电流，且连接导线均采用耐高温材质，避免在使用过程中损坏。螺旋2的两端通电，螺旋2和电池碎片形成导电电阻，由于电池碎片的电阻较小，因此通电过程中，电池碎片在本身温度升高的同时可释放大量的热量，使得热解腔体1升温，进而从电池碎片的内部和外部同时热解，增加热解效率。螺旋2优选为无轴螺旋2，且螺旋2的驱动装置伸出热解腔体1，避免热解腔体1内部的温度过高，造成驱动装置损坏的现象发生。通过驱动装置调节螺旋2的转速，改变电池碎片在热解腔体1内停留的时间以及处于热解腔体1内的电池碎片的体积，进而改变两个电极之间的导电电阻的阻值，增加或缩减单位时间内电池碎片释放的热量，有效控制热解腔体1内部的温度。进一步优化地，可在热解腔体1内设置温度传感器，通过温度传感器实时检测热解腔体1内的温度，并反馈给控制系统，控制系统根据反馈的温度信息朝向驱动装置发出增加或降低螺旋2转速的工作指令，进而将热解腔体1内的温度控制在一定范围，实时自动化调节，确保热解温度的稳定性。其中，热解腔体1为空心圆柱状，螺旋2沿着热解腔体1的长度方向设置，使得电池芯片沿着热解腔体1的长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池低温热解系统，其特征在于，包括热解腔体，所述热解腔体上设有可供电池碎片进入的第一进料通道，所述热解腔体的内部转动设有螺旋，所述螺旋的进料端与所述第一进料通道连通，所述螺旋用于连续传送所述电池碎片，所述热解腔体上设有与所述螺旋的出料端连通的第一出料通道，所述螺旋的进料端和出料端分别与电源的两个电极连接，所述螺旋采用导电材质。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池低温热解系统，其特征在于，包括热解腔体，所述热解腔体上设有可供电池碎片进入的第一进料通道，所述热解腔体的内部转动设有螺旋，所述螺旋的进料端与所述第一进料通道连通，所述螺旋用于连续传送所述电池碎片，所述热解腔体上设有与所述螺旋的出料端连通的第一出料通道，所述螺旋的进料端和出料端分别与电源的两个电极连接，所述螺旋采用导电材质。


2.根据权利要求1所述的锂电池低温热解系统，其特征在于，还包括破碎装置，所述破碎装置包括壳体，所述壳体上设有可供电池进入的第二进料通道，所述壳体内设有用于将所述电池破碎成所述电池碎片的刀具组件，所述壳体上设有可供所述电池碎片排出的第二出料通道，经所述第二出料通道排出的所述电池碎片进入到所述第一进料通道。


3.根据权利要求2所述的锂电池低温热解系统，其特征在于，所述第二进料通道沿着所述电池的进料方向依次设有第一闸门和第二闸门，所述第一闸门和所述第二闸门之间形成可供所述电池堆积的腔体。


4.根据权利要求2所述的锂电池低温热解系统，其特征在于，所述第二出料通道与所述第一进料通道之间设有用于传送所述电池碎片的第一传送装置。


5.根据权利要求2所述的锂电池低温热解系统，其特征在于，所述壳体上设有用于制备氮气的氮气系统，所述壳体的侧壁上设有排气口...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙敏敏，范欢欢，娄忠良，
申请(专利权)人：桑德新能源技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11