CN108270029B - 一种废旧三元锂电池放电处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧三元锂电池放电处理系统，预放电装置、二级放电装置、清洗装置沿传送装置的传送通道依次设置，预放电装置的电解质溶液槽内的第一石墨电极和第二石墨电极分别通过正极探针和负极探针与待处理电池连接，二级放电装置包括盐溶液槽和升降平台，清洗装置用于对二级放电后的电池进行清洗。通过上述优化设计的废旧三元锂电池放电处理方法及系统，通过设置预放电装置对电池进行预放电，防止电池直接放入盐溶液中放电而造成壳体腐蚀，减少回收废物的产生，回收成本低廉，回收效率高且安全性高，从而便于电池各部件回收。本发明还提出一种废旧三元锂电池放电处理方法。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池回收再利用领域，尤其涉及一种废旧三元锂电池放电处理方法及系统。
背景技术
二次电池作为用于解决现有适用化石燃料汽油车、柴油车等大气污染等问题而提出的方案电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)等动力源而备受关注。
近年来，随着新能源汽车市场的快速增长，中国动力锂电池市场也获得了飞速发展，2016年中国国内动力锂电出货量达到30.5Gwh，同比2015年的17.0Gwh大幅度增长79.4％。
按不同材料，目前市场中现有电池主要分为磷酸铁锂电池、三元锂电池(包括NCA和NCM)、锰酸锂电池、钴酸锂电池、镍氢电池、钛酸锂电池等。三元电池由于具有电压平台高、能量密度高、振实密度高电化学稳定、循环性能好等特性，在提升新能源汽车的续航里程，减轻用户续航里程忧虑方面具有明显优势，同时还具有放电电压高，输出功率比较大，低温性能好，可适应全天候气温等优点，因此正逐渐受到汽车生产厂商和用户的青睐。
三元锂电池能量高，但安全性稍差，废旧的三元锂电池若直接拆解，由于材料、残余电量的原因，在高温、压力、电火花等因素下，可能引发电池的自燃甚至爆炸，对拆解人员和设备的安全将造成重大的威胁。因此，在废旧三元锂电池拆解前，需要进行放电处理。
目前，三元废旧电池主要使用放电柜或盐水浸泡的方法进行放电处理。电池充放电柜造价高且废旧三元电池可能内部存在短路，短路电池一旦上柜放电，电池可能会自然，引燃烧毁设备。若将电池直接投入盐水中，电池金属外壳会电解腐蚀，金属外壳腐蚀穿透后，电池内的电解液会流出，电解液内的有机溶剂挥发，造成大量废水废气，且盐水进入电池内部，不利于电池材料回收。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种废旧三元锂电池放电处理方法及系统。
本发明提出的一种废旧三元锂电池放电处理方法及系统，包括：传送装置、预放电装置、二级放电装置、清洗装置；
传送装置上设有传送通道，所述传送通道内依次设有预放电工位、二级放电工位、清洗工位；
预放电装置位于所述预放电工位，预放电装置包括电解质溶液槽、第一石墨电极、第二石墨电极，电解质溶液槽内设有第一容纳腔，第一石墨电极和第二石墨电极位于电解质溶液槽内，第一石墨电极上连接有正极探针且第二石墨电极上连接有负极探针；
二级放电装置位于所述二级放电工位，二级放电装置包括盐溶液槽和升降平台，盐溶液槽内设有顶部开口的第二容纳腔，升降平台位于第二容纳腔的开口上方；
清洗装置位于所述清洗工位，清洗装置包括冲洗喷头和集液槽，冲洗喷头位于集液槽上方。
优选地，正极探针上设有正极温度传感器，负极探针上设有负极温度传感器。
优选地，预放电装置还包括压头，压头位于电解质溶液槽上方，正极探针和负极探针固定在压头上。
优选地，压头上还设有喷淋孔。
优选地，集液槽侧壁设有循环液出口，盐溶液槽侧壁设有循环液入口，所述循环液出口和所述循环液入口通过管路连通，所述管路上设有加盐口。
本发明还包括一种上述的废旧三元锂电池放电处理系统的处理方法，包括下列步骤：
S1、通过正极探针和负极探针分别与待处理电池的正极柱和负极柱连接，使得待处理电池进行预放电；
S2、将S1中经预放电的电池放入盐溶液槽内，进行二次放电；
S3、通过冲洗喷头对S2中经二次放电的电池进行冲洗。
优选地，在S1中，在预放电过程中检测电池的温度，当检测温度高于预设温度阈值时，对所述电池进行喷淋降温。
优选地，在S2中，经预放电的电池浸没在盐溶液槽内的液面以下。
本发明中，所提出的废旧三元锂电池放电处理方法及系统，预放电装置、二级放电装置、清洗装置沿传送装置的传送通道依次设置，预放电装置的电解质溶液槽内的第一石墨电极和第二石墨电极分别通过正极探针和负极探针与待处理电池连接，二级放电装置包括盐溶液槽和升降平台，清洗装置用于对二级放电后的电池进行清洗。通过上述优化设计的废旧三元锂电池放电处理方法及系统，通过设置预放电装置对电池进行预放电，防止电池直接放入盐溶液中放电而造成壳体腐蚀，减少回收废物的产生，回收成本低廉，回收效率高且安全性高，从而便于电池各部件回收。
附图说明
图1为本发明提出的一种废旧三元锂电池放电处理方法及系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种废旧三元锂电池放电处理系统的结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种废旧三元锂电池放电处理系统，包括：传送装置1、预放电装置、二级放电装置、清洗装置；
传送装置1上设有传送通道，所述传送通道内依次设有预放电工位、二级放电工位、清洗工位；
预放电装置位于所述预放电工位，预放电装置包括电解质溶液槽2、第一石墨电极、第二石墨电极，电解质溶液槽2内设有第一容纳腔，第一石墨电极和第二石墨电极位于电解质溶液槽2内，第一石墨电极上连接有正极探针且第二石墨电极上连接有负极探针；
二级放电装置位于所述二级放电工位，二级放电装置包括盐溶液槽3和升降平台5，盐溶液槽3内设有顶部开口的第二容纳腔，升降平台5位于第二容纳腔的开口上方；
清洗装置位于所述清洗工位，清洗装置包括冲洗喷头6和集液槽7，冲洗喷头6位于集液槽7上方。
在本实施例的废旧三元锂电池放电处理方法及系统的具体处理方法中，包括下列步骤：
S1、通过正极探针和负极探针分别与待处理电池的正极柱和负极柱连接，使得待处理电池进行预放电；
在此过程中，待处理电池移动至预放电工位，通过与正极探针和负极探针连接形成放电回路；电解质溶液槽内的电解质可以选择NaOH或H2SO4，电解放电时发生反应，经预放电的电池内仍残留少量电量；
S2、将S1中经预放电的电池放入盐溶液槽3内，进行二次放电；
在此过程中，经预放电的电池移动至二级放电工位，通过升降平台使得电池浸入盐溶液槽的溶液中进行彻底放电；经预放电的电池浸没在盐溶液槽3内的液面以下；
在放电过程中，盐溶液可采用Na2SO4溶液，与正极连接的金属电解，负极产生氢气，由于此时电池内的电量很少，金属外壳不会电解腐蚀穿透；此外，由于金属电解会产生沉淀，可定期过滤盐溶液，保证二级放电效果；
S3、通过冲洗喷头6对S2中经二次放电的电池进行冲洗；
在此过程中，由于电池浸泡后电池外壳上有盐溶液残留，因此电池通过传送装置移动至冲洗工位上，通过冲洗喷头进行喷淋，洗涤水将盐溶液冲洗至下方集液槽中。
在本实施例中，所提出的废旧三元锂电池放电处理系统，预放电装置、二级放电装置、清洗装置沿传送装置的传送通道依次设置，预放电装置的电解质溶液槽内的第一石墨电极和第二石墨电极分别通过正极探针和负极探针与待处理电池连接，二级放电装置包括盐溶液槽和升降平台，清洗装置用于对二级放电后的电池进行清洗。通过上述优化设计的废旧三元锂电池放电处理方法及系统，通过设置预放电装置对电池进行预放电，防止电池直接放入盐溶液中放电而造成壳体腐蚀，减少回收废物的产生，回收成本低廉，回收效率高且安全性高，从而便于电池各部件回收。
在所述处理系统的具体实施方式中，正极探针上设有正极温度传感器，负极探针上设有负极温度传感器，实现在预放电过程中检测电池的温度。
在预放电装置的具体设计方式中，预放电装置还包括压头4，压头4位于电解质溶液槽2上方，正极探针和负极探针固定在压头4上；当电池移动至预放电工位时，通过压头下降，实现探针与极柱的电连接。
在进一步具体实施方式中，压头4上还设有喷淋孔，当检测温度高于预设温度阈值时，对所述电池进行喷淋降温；从而防止电池高温起火燃烧。
在其他具体实施方式中，集液槽7侧壁设有循环液出口，盐溶液槽3侧壁设有循环液入口，所述循环液出口和所述循环液入口通过管路连通，所述管路上设有加盐口；集液槽中的洗涤水可加入一定量的Na2SO4配置成Na2SO4溶液，加入到盐溶液槽中，补充盐溶液槽中因过滤而损失的部分。
在S2中，经预放电的电池浸没在盐溶液槽3内的液面以下。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种废旧三元锂电池放电处理系统，其特征在于，包括：传送装置(1)、预放电装置、二级放电装置、清洗装置；
传送装置(1)上设有传送通道，所述传送通道内依次设有预放电工位、二级放电工位、清洗工位；
预放电装置位于所述预放电工位，预放电装置包括电解质溶液槽(2)、第一石墨电极、第二石墨电极，电解质溶液槽(2)内设有第一容纳腔，第一石墨电极和第二石墨电极位于电解质溶液槽(2)内，第一石墨电极上连接有正极探针且第二石墨电极上连接有负极探针；
二级放电装置位于所述二级放电工位，二级放电装置包括盐溶液槽(3)和升降平台(5)，盐溶液槽(3)内设有顶部开口的第二容纳腔，升降平台(5)位于第二容纳腔的开口上方；
清洗装置位于所述清洗工位，清洗装置包括冲洗喷头(6)和集液槽(7)，冲洗喷头(6)位于集液槽(7)上方；
电解质溶液槽(2)内的电解质溶液采用NaOH或H2SO4溶液，盐溶液槽(3)内的盐溶液采用Na2SO4溶液。
2.根据权利要求1所述的废旧三元锂电池放电处理系统，其特征在于，正极探针上设有正极温度传感器，负极探针上设有负极温度传感器。
3.根据权利要求1所述的废旧三元锂电池放电处理系统，其特征在于，预放电装置还包括压头(4)，压头(4)位于电解质溶液槽(2)上方，正极探针和负极探针固定在压头(4)上。
4.根据权利要求3所述的废旧三元锂电池放电处理系统，其特征在于，压头(4)上还设有喷淋孔。
5.根据权利要求1所述的废旧三元锂电池放电处理系统，其特征在于，集液槽(7)侧壁设有循环液出口，盐溶液槽(3)侧壁设有循环液入口，所述循环液出口和所述循环液入口通过管路连通，所述管路上设有加盐口。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的废旧三元锂电池放电处理系统的处理方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1、通过正极探针和负极探针分别与待处理电池的正极柱和负极柱连接，使得待处理电池进行预放电；
S2、将S1中经预放电的电池放入盐溶液槽(3)内，进行二次放电；
S3、通过冲洗喷头(6)对S2中经二次放电的电池进行冲洗。
7.根据权利要求6所述的废旧三元锂电池放电处理系统的处理方法，其特征在于，在S1中，在预放电过程中检测电池的温度，当检测温度高于预设温度阈值时，对所述电池进行喷淋降温。
8.根据权利要求6所述的废旧三元锂电池放电处理系统的处理方法，其特征在于，在S2中，经预放电的电池浸没在盐溶液槽(3)内的液面以下。
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