一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法技术

本发明专利技术涉及电池回收技术领域，尤其为一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法，其方法包括如下步骤：将回收后的锂电池整理，并使用钻孔机以及1000

【技术实现步骤摘要】
一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法


[0001]本专利技术涉及电池回收
，具体为一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法。

技术介绍

[0002]锂电池是一类由锂金属或锂合金为正负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、清洁无污染等特点，广泛用于交通、电力、移动通信、新能源储能、航天军工等重要领域。随着新能源汽车的普及和推广，锂电池在新能源汽车储能领域更是大放异彩，但是随之而来的是大量报废的锂电池，这些报废电池不仅影响环境污染，更为生活带来了诸多不便，同时废旧动力锂电池中含有大量的铜、铝、石墨等资源，不进行有效回收，也会造成资源浪费，因此对锂电池进行回收，可带来显著的经济效益，实现环境保护和经济发展的双赢，使锂离子电池产业得到良性的可持续发展。
[0003]在已有技术中，特别是采用将废电池焙烧再进行处理的工艺方法中，用含氟有机酸分离废旧锂离子电池中活性物质与金属，存在活性物质与金属物质分离不彻底的问题，而且将浸泡含氟有机酸后的物质置于高温炉中焙烧，来除去其中的导电剂和粘结剂，得到脱铝失效正极活性物质，高温焙烧产生大量的含氟废气，污染大气造成环境污染，同时如果不对锂电池进行放电处理，电池内仍然有大量的残余电量，过多的电量在焙烧时会发生短路和爆裂产生危险，存有安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法，其采用电解质溶液对锂电池进行放电，而且采用非含氟溶液来去除电池组的导电剂和粘结剂，有效避免对大气的污染，同时采用风选和磁选两种方式来对电池碎料进行分选。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法，其方法包括如下步骤：
[0006]S1：将回收后的锂电池整理，并使用钻孔机以及1000
‑
3000r/min的转速对锂电池的表面进行钻孔，设置一盛有0.9％
‑
9％K2SO4电解质溶液的水池中，钻孔后的锂电池投入水池内进行放电处理3
‑
6h；
[0007]S2：放电结束后捞出锂电池进行干燥，使用电量计来测量锂电池的剩余电量，电量≥0.1％的锂电池重新投入水池进行放电处理，直至电量下降至安全电量或零；
[0008]S3：将放电完全的锂电池投入到破碎设施中，并在密闭状态下进行拆解、破碎，得到电池碎料，并使用主萃取剂为10
‑
15％碳酸二乙酯溶液，辅助萃取剂为8
‑
16％N
‑
甲基吡喏烷酮溶液对电池碎料进行萃取，将粘结剂、导电剂与电池碎料彻底分离，之后对电池碎料进行焙烧处理；
[0009]S4：使用磁选机在1000
‑
15000Gs的磁场强度下对焙烧后的碎料进行磁选，得到碎
料中的磁性金属物，之后将磁选后的电池碎料投入分选机中进行风选，得到电极碎料、隔膜混合物以及其他非磁性金属混合物，风选机的风量控制在0.8
‑
1m3/min；
[0010]S5：对磁性金属物进行粒度分级，分别得到铁、镍和钴，对非磁性金属混合物进行粒度分级得到铝和铜。
[0011]优选的，所述步骤(S1)中，在锂电池表面不同的位置进行钻孔，钻出的孔径为2
‑
10mm，钻孔的数量为6
‑
10个。
[0012]优选的，所述步骤(S1)中，对锂电池整理包括有锂电池表面的清洁、尺寸的归类以及用途的分类。
[0013]优选的，所述步骤(S2)中，干燥的方式为风干，风量控制在0.5
‑
0.7m3/min，风的温度为50
‑
70℃。
[0014]优选的，所述步骤(S3)中，在对锂电池进行破碎的过程中，向破碎设施中投放惰性气体，惰性气体为氮气、氩气、二氧化碳中的任意一种，气体的通入量为100
‑
250ml/min。
[0015]优选的，所述步骤(S3)中，萃取的温度为15
‑
30℃，萃取的时长为8
‑
140min，焙烧的温度为400
‑
1400℃，焙烧的时长为1.5
‑
10h。
[0016]优选的，所述步骤(S4)中，在进行磁选前对电池碎料进行风冷处理，冷却降温的速率为5
‑
10℃/min。
[0017]优选的，所述步骤(S4)中，得到电极碎料进行研磨后筛选，并再次研磨后得到石墨粉。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0019]本专利技术方法采用电解质溶液对锂电池进行放电，并在放电结束后对锂电池进行电量检测，大幅度减少锂电池内部的残余电量，杜绝焙烧时短路和爆裂的风险，减少安全隐患，而且采用非含氟溶液来去除电池组的导电剂和粘结剂，有效避免对大气的污染，同时采用风选和磁选两种方式来对电池碎料进行分选，并使活性物质与金属物质分离更加彻底，提高金属物质的回收率。
附图说明
[0020]图1为本专利技术方法的流程示意图；
[0021]图2为锂电池放电后的电量与电解质浓度的折线统计图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]实施例一：
[0024]一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法，其方法包括如下步骤：
[0025]S1：将回收后的锂电池整理，并使用钻孔机以及1000r/min的转速对锂电池的表面进行钻孔，设置一盛有1％K2SO4电解质溶液的水池中，钻孔后的锂电池投入水池内进行放电处理3h，其中在锂电池表面不同的位置进行钻孔，钻出的孔径为3mm，钻孔的数量为8个，钻
出的多孔洞使得锂电池内部物质与电解质溶液充分接触；
[0026]S2：放电结束后捞出锂电池进行干燥，使用电量计来测量锂电池的剩余电量，电量≥0.1％的锂电池重新投入水池进行放电处理，直至电量下降至安全电量或零，其中干燥的方式为风干，风量控制在0.5m3/min，风的温度为50℃，对锂电池进行干燥，避免潮湿的锂电池影响测量结果；
[0027]S3：将放电完全的锂电池投入到破碎设施中，并在密闭状态下进行拆解、破碎，得到电池碎料，并使用主萃取剂为10％碳酸二乙酯溶液，辅助萃取剂为8％N
‑
甲基吡喏烷酮溶液对电池碎料进行萃取，将粘结剂、导电剂与电池碎料彻底分离，之后对电池碎料进行焙烧处理，在对锂电池进行破碎的过程中，向破碎设施中投放惰性气体，惰性气体为氮气，气体的通入量为100ml/min，萃取的温度为15℃，萃取的时长为20min，焙烧的温度为600℃，焙烧的时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法，其特征在于：其方法包括如下步骤：S1：将回收后的锂电池整理，并使用钻孔机以及1000
‑
3000r/min的转速对锂电池的表面进行钻孔，设置一盛有0.9％
‑
9％K2SO4电解质溶液的水池中，钻孔后的锂电池投入水池内进行放电处理3
‑
6h；S2：放电结束后捞出锂电池进行干燥，使用电量计来测量锂电池的剩余电量，电量≥0.1％的锂电池重新投入水池进行放电处理，直至电量下降至安全电量或零；S3：将放电完全的锂电池投入到破碎设施中，并在密闭状态下进行拆解、破碎，得到电池碎料，并使用主萃取剂为10
‑
15％碳酸二乙酯溶液，辅助萃取剂为8
‑
16％N
‑
甲基吡喏烷酮溶液对电池碎料进行萃取，将粘结剂、导电剂与电池碎料彻底分离，之后对电池碎料进行焙烧处理；S4：使用磁选机在1000
‑
15000Gs的磁场强度下对焙烧后的碎料进行磁选，得到碎料中的磁性金属物，之后将磁选后的电池碎料投入分选机中进行风选，得到电极碎料、隔膜混合物以及其他非磁性金属混合物，风选机的风量控制在0.8
‑
1m3/min；S5：对磁性金属物进行粒度分级，分别得到铁、镍和钴，对非磁性金属混合物进行粒度分级得到铝和铜。2.根据权利要求1所述的一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法，其特征在于：所述步骤(S1)中，在锂电池表面不同的位置进行钻孔，钻出的孔径为2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张邦胜，张帆，刘贵清，王芳，解雪，吴祖璇，刘昱辰，张金池，
申请(专利权)人：江苏北矿金属循环利用科技有限公司，
类型：发明
国别省市：