CN104347906B - 一种废旧动力电池中电解液的绿色回收处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种废旧动力电池中电解液的绿色回收处理方法，步骤如下：将放电后废旧电池切割拆解，极耳直接回收，铝塑膜和电芯分别放入稀碱液浸泡池中浸泡，溶出的电解液在分液槽中聚集分层；在浸泡池中将铝塑膜和电芯中的稀碱液挤压直至无液滴流出，将铝塑膜直接回收，未水解的电解液在分液槽中下层聚集，经由排液口放出，封存后交由电解液生产企业处理；将挤压干的电芯采用机械分离，得到隔膜、正极片、负极片，隔膜直接回收；采用溶剂法分离正极片、负极片，经搅拌、分离、烘干，分离出正极粉料、负极粉料、铝箔片、铜箔片。本发明方法的优点是：回收工艺简单、绿色环保、回收率高、成本低，可解决废旧磷酸铁锂动力电池中电解液的回收处理问题。

Description

一种废旧动力电池中电解液的绿色回收处理方法
技术领域
本发明属于废旧电池回收处理技术领域，更具体地说，是涉及一种废旧磷酸铁锂动力电池中电解液的绿色回收处理方法。
背景技术
随着我国电动汽车、电动自行车的示范运营及推广速度加快，对动力电池尤其是以LiFePO4、LiMn2O4型为代表的锂离子动力电池的用量急剧增加，未来将面临着大量废旧动力电池处理问题。对于使用后的动力电池首先应该考虑梯次利用，用作储能电池，这样可以大幅降低动力电池和储能电池的使用成本，加快电动汽车的推广普及速度。对于报废的或已经梯次利用过的废旧动力电池，已不具有使用价值，但这些电池中还含有大量的电解液，以及有色金属（铝箔，铜箔）和有价材料（正负极材料），如果不处理或处理不好，不但会污染环境，而且还会造成资源浪费。
近几年，国内外对废旧动力电池中有色金属（铝箔，铜箔）和有价材料（正负极材料）回收处理的研究逐步开展起来，但报道的回收处理方法都需要经过电池拆解这一步骤。在电池拆解过程中不可避免存在电解液的溢出，不但会污染环境，还会对操作工人造成身体伤害。目前尚未有关于电解液的系统回收处理方法。开发专门适合废旧磷酸铁锂动力电池中电解液的绿色回收处理方法尤为必要。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题，提供一种废旧磷酸铁锂动力电池中电解液的回收处理方法，以实现电解液的绿色高效回收处理。
本发明的技术方案：
一种废旧动力电池中电解液的绿色回收处理方法，包括以下步骤：
1）将放电后废旧电池切割拆解，极耳直接回收，铝塑膜和电芯分别放入稀碱液浸泡池中的网架内进行浸泡10-60min，浸泡过程中，网架不断旋转以便于电解液溶出，稀碱液在浸泡池、分液槽、储液槽组成的系统之间循环，溶出的电解液在分液槽中聚集分层；
2）在浸泡池中将铝塑膜和电芯中的稀碱液挤压直至无液滴流出，然后将铝塑膜直接回收，未水解的电解液在分液槽中下层聚集，经由排液口放出，封存后交由电解液生产企业处理，部分电解液水解会产生醇， 3-7天后将分液槽上层的稀碱液放出，封存后交由减压蒸馏企业处理，然后向循环系统中重新泵入稀碱液；
3）将挤压干的电芯采用机械分离，得到隔膜、正极片、负极片，隔膜直接回收；
4）采用溶剂法分离正极片、负极片，其中正极片使用N-甲基吡咯烷酮（NMP）或N,N-二甲基甲酰胺（DMF）水溶液，N-甲基吡咯烷酮（NMP）或N,N-二甲基甲酰胺（DMF）与水的体积比为2:1-1:2，负极片使用去离子水，经过搅拌、分离、烘干，分离出正极粉料、负极粉料、铝箔片、铜箔片。
所述步骤1）和步骤2）中的稀碱液为NaOH水溶液，稀碱液的浓度为0.0001-0.1mol/L，且自动测定并调节。
所述步骤1）2）3）均在密封在箱体内进行，操作人员通过手套在箱体外操作，箱体内的废气通过管道引导依次通过N-甲基吡咯烷酮（NMP）废液、稀碱液、水三级净化处理后再排入大气，饱和的NMP废液、稀碱液、水均进入电池企业的NMP整体回收系统。
本发明方法的有益效果是：回收工艺简单、绿色环保、回收率高、成本低，可解决废旧磷酸铁锂动力电池中电解液的回收处理问题。
附图说明
图1是稀碱液循环示意图。
图2是本发明工艺流程图。
图3是本发明回收的2种副产物的照片 ，其中：(a)铝箔片，(b)铜箔片。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
实施例：
一种废旧动力电池中电解液的绿色回收处理方法，如图2所述，包括以下步骤：
1）将质量为5690 g的10块25Ah废旧电池放电后在密封箱内进行拆解，箱内废气依次通过NMP废液、稀碱液、水三级净化处理后排入大气，拆解得到极耳40 g直接回收，另将得到的铝塑膜和电芯分别放入装有60L、浓度为0.05mol/L的NaOH水溶液的浸泡池中的网架内浸泡60min，浸泡过程中，网架不断旋转以便于电解液溶出，稀碱液在浸泡池、分液槽、储液槽组成的系统之间循环，三个池中的稀碱液总量为200L，如图1所示，溶出的电解液在分液槽中聚集分层；
2）在浸泡池中将铝塑膜和电芯中的稀碱液挤压直至无液滴流出，然后将铝塑膜170g直接回收，未水解的电解液在分液槽中下层聚集，经由排液口放出，封存后交由电解液生产企业处理，部分电解液水解会产生醇， 5天后将分液槽上层的稀碱液放出，封存后交由减压蒸馏企业处理，然后向循环系统中重新泵入稀碱液；
3）将挤压干的电芯采用机械分离，得到隔膜320 g、正极片、负极片，隔膜直接回收；
上述步骤1）2）3）均在密封在箱体内进行，操作人员通过手套在箱体外操作，箱体内的废气通过管道引导依次通过N-甲基吡咯烷酮（NMP）废液、稀碱液、水三级净化处理后再排入大气，饱和的NMP废液、稀碱液、水均进入电池企业的NMP整体回收系统；
4）采用溶剂法分离正极片、负极片，其中正极片使用N-甲基吡咯烷酮（NMP）水溶液，N-甲基吡咯烷酮（NMP）与水的体积比为1:1，负极片使用去离子水，经过搅拌、分离、烘干，分离出正极粉料（磷酸铁锂+乙炔黑）1760 g、负极粉料（石墨+乙炔黑）840 g、铝箔片370g、铜箔片790 g。
图3是本发明回收的2种副产物的照片 ，其中：(a)铝箔片，(b)铜箔片。从图3可以看出，本发明回收的铜箔和铝箔均具有很高的纯度。
尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (1)

1.一种废旧动力电池中电解液的绿色回收处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将放电后磷酸铁锂废旧电池切割拆解，极耳直接回收，铝塑膜和电芯分别放入稀碱液浸泡池中的网架内进行浸泡10-60min，浸泡过程中，网架不断旋转以便于电解液溶出，稀碱液在浸泡池、分液槽、储液槽组成的系统之间循环，溶出的电解液在分液槽中聚集分层；
2)在浸泡池中将铝塑膜和电芯中的稀碱液挤压直至无液滴流出，然后将铝塑膜直接回收，未水解的电解液在分液槽中下层聚集，经由排液口放出，封存后交由电解液生产企业处理，部分电解液水解会产生醇，3-7天后将分液槽上层的稀碱液放出，封存后交由减压蒸馏企业处理，然后向循环系统中重新泵入稀碱液；
3)将挤压干的电芯采用机械分离，得到隔膜、正极片、负极片，隔膜直接回收；
4)采用溶剂法分离正极片、负极片，其中正极片使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)水溶液，N-甲基吡咯烷酮(NMP)或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与水的体积比为2:1-1:2，负极片使用去离子水，经过搅拌、分离、烘干，分离出正极粉料、负极粉料、铝箔片、铜箔片；
所述步骤1)和步骤2)中的稀碱液为NaOH水溶液，稀碱液的浓度为0.0001-0.1mol/L，且自动测定并调节；
所述步骤1)2)3)均在密封箱体内进行，操作人员通过手套在箱体外操作，箱体内的废气通过管道引导依次通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)废液、稀碱液、水三级净化处理后再排入大气，饱和的NMP废液、稀碱液、水均进入电池企业的NMP整体回收系统。
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