一种高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统及回收方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统及回收方法，所述均匀给料系统与第一皮带输送线进料端连接，所述第一皮带输送线与破碎系统的进料端连接，所述破碎系统的出料端与黑粉收集系统连接，所述黑粉收集系统与低温挥发炉及高温回转窑连接，所述低温挥发炉与铜铝粒收集系统连接，所述黑粉收集系统、铜铝粒收集系统均与隔膜收集系统和尾气处理系统连接。该高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统，粉尘外泄可能性低，电解液无泄漏，确保生产线环境，提高生产线安全系数；尾气处理系统处理后的尘气可以达到当地危险废物焚烧污染控制标准的排放标准，无需额外增加尾气处理设备。理设备。理设备。

【技术实现步骤摘要】
一种高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统及回收方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池制造
，具体为一种高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统及回收方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有高能量、长寿命、低污染等优点，被广泛应用于手机、计算机、电动自行车、电动汽车、国防等多个领域。尤其是近几年来，电动汽车的爆发式增长，规模庞大的动力锂电池市场伴生的将是锂电池的需求量和报废量大幅增加。废旧的锂离子电池中含有大量可利用的资源，例如铁、铜、铝等有价金属等，如果这些废旧锂电池回收不当，将会造成很大的资源浪费和环境污染。同时锂离子电池的正负极材料、电解质溶液等物质对环境和人体健康都有很大的影响。因此，如果将废旧锂电池采取普通的垃圾处理方法(包括填埋、焚烧、堆肥等)，其中正负极材料中的镍、钴、锰、锂等金属将对水、土壤造成重金属污染。而电解质及其转化物如LiPF6、LiCF3SO3、HF、P2O5等，溶剂及其分解和水解产物如DME、EMC、甲醇、甲酸等，都是有毒有害物质，可造成人身伤害甚至死亡。
[0003]另一方面，锂电池需求爆发式增长，以金属锂为例，预测到2050年，全球的金属锂需求量将达到4000万吨，而目前全球金属锂资源最多为3000万吨，已探明可开采的锂矿资源可利用的也仅有1500万吨，供需之间存在着巨大的空缺，导致上游原材料价格急速上升，锂电池厂家成本压力剧增，锂电池回收利用是必然的趋势。
[0004]目前回收利用的政策引导是鼓励先梯次利用，再拆解回收，以充分发挥废旧电池的经济效益，但梯次利用受限于电池的统一性和成本影响，目前梯次利用的量很小，还是以拆解回收为主，其中回收价值最高的是正负极材料和集流体(铜/铝)。
[0005]锂电池拆解回收按照原理可分为干式回收(物理法)、湿法冶金回收、生物法回收，目前主流的是干式回收。
[0006]锂电池物理法拆解回收最初以人工拆解为主，效率低、回收率不高且各种有毒物质危害人体安全，后期逐步发展到机械破碎加机械筛分的工艺路线，结合后期的湿法冶金提炼有价值的正负极材料和集流体。
[0007]目前市面上常见的拆解回收技术主要是走以下路线：深度放电
→
一级破碎
→
二级破碎
→
一级筛分
→
三级破碎
→
二级筛分
→
磁选
→
气流分选
→
高温焚烧
→
收集
→
湿法冶金提炼，仍存在以下不足：
[0008](1)安全性不足：锂电池在破碎前需进行深度放电至残余电能在截止电压10％以下，但是经过运输和一定时间存放后会恢复一部分电能，带电破碎会有起火爆炸的风险；破碎过程中释放的电解液在设备内部达到一定浓度很容易起火爆炸，同时电解液对设备也具有很强的腐蚀性，对设备使用寿命及安全性有一定影响。磷酸铁锂电池相对于三元锂电池而言注入了更多的电解液，因此在破碎拆解过程中危险系数更高。
[0009](2)回收率不高：上述工艺只收集了回收价值较高的金属物质及正负极材料，对于电解液和隔膜直接进行焚烧处理，增加了能耗和尾气处理系统的负荷。锂电池电解液回收
价值也很高，但因其成分复杂，回收后再处理的工艺比较复杂，目前大部分工艺采取直接焚烧。在高成本的压力下，电池厂家已经开始研究如何提纯修复利用回收的电解液，因此电解液回收利用是必然的趋势。
[0010](3)回收精度不高：正负极材料通过粘结剂涂覆在正负极集流体表面，通过常规的破碎很难完全剥离出来，破碎过程中脱落的正负极材料和铜铝细粉在潮湿的电解液作用下相互掺杂在一起，最后分离得到的正负极材料、铜、铝纯度不高。磷酸铁锂锂电池中电解液比其他锂电池中更多，因此各成分之间的分离更加困难，同时一部分磷酸铁锂软包电池为铝塑膜外包装，在破碎过程中很难破碎到合适的尺寸，影响后续的分离效果。
[0011](4)生产连续性问题：上述工艺中各设备之间联动性不强，一旦其中一个设备故障，整个产线不能立即停机，如果设备内部残留的物料过多有可能会损伤设备，必须清理完成之后才能再次开机，产线恢复生产所需的时间较长。
[0012](5)环境污染严重：破碎过程中粉尘泄漏导致现场环境差，高温焚烧电解液、隔膜、粘结剂等会导致尾气中各种有害物质超标，污染环境。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的在于提供一种高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统及回收方法，以解决上述
技术介绍
提出的安全性不足、工艺路线复杂、回收精度不高、生产连续性差以及环境污染严重的问题。
[0014]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统包括第一皮带输送线、破碎系统、低温挥发炉、黑粉收集系统、铜铝粒收集系统、尾气处理系统、均匀给料系统、隔膜收集系统、高温回转窑和电解液收集系统，均匀给料系统与第一皮带输送线进料端连接，第一皮带输送线与破碎系统的进料端连接，破碎系统的出料端与黑粉收集系统连接，黑粉收集系统与低温挥发炉及高温回转窑连接，低温挥发炉与铜铝粒收集系统连接，黑粉收集系统、铜铝粒收集系统均与隔膜收集系统连接，破碎系统、铜铝粒收集系统、低温挥发炉、高温回转窑、电解液收集系统均与黑粉收集系统连接，所述破碎系统、黑粉收集系统、铜铝粒收集系统均与尾气处理系统连接。
[0015]优选的，所述的破碎系统包括第一破碎机、第二破碎机、第三破碎机分选机、第二皮带输送线和第三皮带输送线，第一破碎机、第二破碎机、第三破碎机依次连接，第三破碎机的出料口经分选机与分选机连接。
[0016]优选的，所述的黑粉收集系统包括第一脱粉器、第一旋风分离仓、第一直线筛、第四皮带输送线、第四破碎机、第二脱粉器、第二旋风分离仓、第二直线筛、黑粉动态加热料仓、真空输送机和黑粉吨包收集系统，第一脱粉器上部连接第一旋风分离仓，第一脱粉器下部连接第一直线筛，第一直线筛通过第三皮带输送线与低温挥发炉进料端连接，低温挥发炉出料端经过第四皮带输送线进入第四破碎机之后与第二脱粉器进料端连接，第二脱粉器上部连接第二旋风分离仓，第二脱粉器下部连接第二直线筛，所有脱粉器、旋风收集仓、直线筛均与黑粉动态加热料仓通过负压输送系统连接，黑粉动态加热料仓与高温回转窑进料口连接，高温回转窑的出料口经真空输送机与黑粉吨包收集系统连接。
[0017]优选的，所述的铜铝粒收集系统包括第五皮带输送线、涡电流分选机、多组风选机、第三旋风分离仓、振动给料器机、一次铜铝分选机、第一斗提机、第五破碎机、第一圆盘
筛、二次铜铝分选机一、第二斗提机、第六破碎机、第二圆盘筛、二次铜铝分选机二、铝粒负压收集料仓和铜粒收集吨包，第五皮带输送线的出料端经涡电流分选机、多组风选机与振动给料器机连接，给料器机分别与一次铜铝分选机和二次铜铝分选机一连接，一次铜铝分选机和二次铜铝分选机一的铜粒出料口通过皮带输送机与第一斗提机连接、铝粒出料口通过皮带输送机与第二斗提机连接，第一斗提机经第五破碎机、第一圆盘筛与二次铜铝分选机一连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统，包含第一皮带输送线、破碎系统、低温挥发炉、黑粉收集系统、铜铝粒收集系统、尾气处理系统、均匀给料系统、隔膜收集系统、高温回转窑和电解液收集系统，其特征在于：素数的均匀给料系统与第一皮带输送线进料端连接，第一皮带输送线与破碎系统的进料端连接，破碎系统的出料端与黑粉收集系统连接，黑粉收集系统与低温挥发炉及高温回转窑连接，低温挥发炉与铜铝粒收集系统连接，黑粉收集系统、铜铝粒收集系统均与隔膜收集系统连接，破碎系统、铜铝粒收集系统、低温挥发炉、高温回转窑、电解液收集系统均与黑粉收集系统连接，所述破碎系统、黑粉收集系统、铜铝粒收集系统均与尾气处理系统连接。2.根据权利要求1所述的一种高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统，其特征在于：所述的破碎系统包括第一破碎机、第二破碎机、第三破碎机分选机、第二皮带输送线和第三皮带输送线，第一破碎机、第二破碎机、第三破碎机依次连接，第三破碎机的出料口经分选机与分选机连接。3.根据权利要求1所述的一种高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统，其特征在于：所述的黑粉收集系统包括第一脱粉器、第一旋风分离仓、第一直线筛、第四皮带输送线、第四破碎机、第二脱粉器、第二旋风分离仓、第二直线筛、黑粉动态加热料仓、真空输送机和黑粉吨包收集系统，第一脱粉器上部连接第一旋风分离仓，第一脱粉器下部连接第一直线筛，第一直线筛通过第三皮带输送线与低温挥发炉进料端连接，低温挥发炉出料端经过第四皮带输送线进入第四破碎机之后与第二脱粉器进料端连接，第二脱粉器上部连接第二旋风分离仓，第二脱粉器下部连接第二直线筛，所有脱粉器、旋风收集仓、直线筛均与黑粉动态加热料仓通过负压输送系统连接，黑粉动态加热料仓与高温回转窑进料口连接，高温回转窑的出料口经真空输送机与黑粉吨包收集系统连接。4.根据权利要求1所述的一种高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统，其特征在于：所述的铜铝粒收集系统包括第五皮带输送线、涡电流分选机、多组风选机、第三旋风分离仓、振动给料器机、一次铜铝分选机、第一斗提机、第五破碎机、第一圆盘筛、二次铜铝分选机一、第二斗提机、第六破碎机、第二圆盘筛、二次铜铝分选机二、铝粒负压收集料仓和铜粒收集吨包，第五皮带输送线的出料端经涡电流分选机、多组风选机与振动给料器机连接，给料器机分别与一次铜铝分选机和二次铜铝分选机一连接，一次铜铝分选机和二次铜铝分选机一的铜粒出料口通过皮带输送机与第一斗提机连接、铝粒出料口通过皮带输送机与第二斗提机连接，第一斗提机经第五破碎机、第一圆盘筛与二次铜铝分选机一连接，第二斗提机经第六破碎机、第二圆盘筛与二次铜铝分选机二连接，二次铜铝分选机一、二次铜铝分选机二均与铝粒负压收集料仓连接。5.根据权利要求1所述的一种高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统，其特征在于：所述的隔膜收集系统包括隔膜引风机和隔膜房，隔膜引风机进风口分别与第一直线筛出口顶部、第二直线筛出口顶部、第四皮带输送机出料端侧面连接，隔膜引风机出风口接入隔膜房，隔膜房排气口与第一布袋除尘器连接。6.根据权利要求1所述的一种高效的磷酸铁锂锂电池自动拆解回收系统，其特征在于：所述的尾气处理系统包括第一布袋除尘器、电解质冷凝收集装置、冷凝组分存储罐、第二布袋除尘器、二燃室、热交换器、烟气冷却器、第一碱液喷淋系统、第二碱液喷淋系统、活性炭吸附系统、第一引风机、排放烟囱、第二引风机、第三碱液喷淋系统和第三布袋除尘器，电解
质冷凝收集装置进风口与第一布...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙庆斌，
申请(专利权)人：陆越自动化科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：