CN108448192A - 退役动力电池的回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种退役动力电池的回收利用方法，所述回收利用方法包括对电池组的筛选，无损拆解；对电池单体的筛选、修复、重组。本发明提出的回收利用方法，操作简单、可行性强、可重复利用电池组中性能符合要求的电池单体。

Description

退役动力电池的回收利用方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种退役动力电池的回收利用方法。
背景技术
动力电池，指为设备或工具提供动力来源的电池，其具有高能量、高功率、高倍率放电、工作温度范围宽、使用寿命长的特点。电动汽车所用的是由多个电池单体构成的动力电池组，它是由数百个电性能一致性较好的动力电池组成。动力电池决定着电动汽车的性能，当动力电池组的性能下降到一定程度后，为了保障电动汽车的行驶需要和安全需要，应及时更换动力电池。
而实际上，退役的动力电池组中，大多数电池单体性能良好，仍具有较高的剩余容量。因此，在原动力电池组更换下来后，可以将其拆分成各个动力电池单体，然后进行筛选评估、修复、配对重组，一部分电池单体可以形成新的动力电池组，重新应用于电动汽车，多数电池单体可以梯次利用，使用在对电性能要求相对较低的应用领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种退役动力电池的回收利用方法，该方法充分利用退役电池组中未失效的电池单体，将其回收梯次利用，节能环保。
本发明所采用的技术方案是，一种退役动力电池的回收利用方法，所述回收利用方法包括以下步骤：
S1：检测电池组的外观、电压和内阻，筛选出不达标的电池组做报废处理；
S2：对达标的电池组进行容量测试，按照容量大小将电池组分成不同等级；
S3：将相同等级的电池组无损拆解成电池单体；检测电池单体的外观和容量，筛选出不达标的电池单体做报废处理；
S4：对达标的电池单体进行性能检测，筛选出修复可再使用的电池单体，进入步骤S5；筛选出可直接使用的电池单体，进入步骤S6；
S5：对电池单体进行修复，对修复后的电池单体进行梯级分组，对梯级分组不合格的电池单体进行报废处理；对梯级分组合格的电池单体则进入步骤S6；
S6：将电池单体配对进行重组测试，测试达标的电池单体入库回收，测试不达标的做报废处理。
优选的，所述不达标的电池组是指电池组壳体有凹陷、破损、腐蚀、漏液或电池组电压和/或内阻低于预设范围情况中的一种或多种。
优选的，所述不达标的电池单体是指电池单体壳体有凹陷、破损、腐蚀、漏液或电池单体容量低于标定容量50％情况中的一种或多种。
优选的，在所述步骤S4中，所述修复可再使用的电池单体为：对电池单体进行充放电测试，电池单体的放电容量不低于标定容量的50％；所述可直接使用的电池单体为额定电压与实际电压之差不大于0.02V且实际放电容量不低于标定容量80％的电池单体。
优选的，在所述步骤S5中，对电池单体进行修复的方法是将电池单体充电至饱和后以第一倍率放电至截止电压，然后以第二倍率放电至截止电压，所优选的，在所述步骤S5中，对电池单体进行修复的方法更换电池单体的电解液，然后再对电池单体进行充电直至饱和。
优选的，在所述步骤S5中，梯级分组的步骤包括：对电池单体进行自放电搁置和定容，对容量不低于标定容量80％的电池单体根据容量进行分组。
优选的，在所述步骤S6中，所述重组测试的方法包括：将预设数量的电池单体串联成电池组，检测电池组的容量是否达到预设数量的电池单体的平均实际容量的95％，如是，则检测达标。
优选的，在步骤S3中，所述无损拆解是采用激光靶向切割设备。
优选的，对报废处理的电池组和电池单体进行拆解回收。
本发明退役动力电池的回收利用方法具有以下效果：
(1)本发明提出的动力电池回收利用方案，操作简单、可行性强。在不损坏电池内部结构的情况下能判断电池单体经修复可再用的可能性，在一定程度上恢复电池单体性能，能获得性能一致性良好的电池单体组合，应用到其他性能需求较低的领域。
(2)本发明配对重组更加合理，选择性强。
(3)本发明的电池修复方法简单，易操作，成本低。
附图说明
图1是本发明退役动力电池回收利用方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示的退役动力电池的回收利用方法，包括以下步骤：
S1：检测电池组的外观、电压和内阻，筛选出不达标的电池组做报废处理；
具体的，不达标的电池组是指从外观上电池组壳体有凹陷、破损、腐蚀、漏液或电池组电压和/或内阻低于预设范围情况中的一种或多种。
在一个具体的实施方式中，可以首先判断电池组的外观破损失率，如果电池组的外观破损率达到80％，那么可以对电池组进行报废处理。
在另一个具体的实施方式中，如果电池组的外观完好，电池组的电压在预设电压值的±50-100mV以内，电池组的内阻在预设内阻的±0.5mΩ以内，则说明电池组达标；否则，若不满足以上任何条件中的一个或多个，则将电池组进行报废处理。
示例的，上述预设电压值和预设内阻值可以根据经验值来设定，或者，也可以通过试验的方法来确定。
没有限定的，退役的动力电池可以是返厂的动力电池、丢弃的废旧动力电池等。
S2：对达标的电池组进行容量测试，按照容量大小将电池组分成不同等级；
S3：将相同等级的电池组无损拆解成电池单体；检测电池单体的外观和容量，筛选出不达标的电池单体做报废处理；
优选的，无损拆解采用激光靶向切割设备。具体的，在拆解过程中，激光靶向切割可以很好的对电池组的外壳及壳体内各电池单体进行定位和切割，从而实现电池组无损拆解。
优选的，不达标的电池单体是指电池单体壳体有凹陷、破损、腐蚀、漏液或电池单体容量低于标定容量50％情况中的一种或多种。
同样的，如果电池单体的壳体表面破损率达到80％，那么直接对电池单体做报废处理。
S4：对达标的电池单体进行性能检测，筛选出修复可再使用的电池单体，进入步骤S5；筛选出可直接使用的电池单体，进入步骤S6；
具体的，在步骤S4中，对电池单体进行性能检测主要是检测电池单体的容量。
修复可再使用的电池单体为：对电池单体进行充放电测试，电池单体的放电容量不低于标定容量的50％。
可直接使用的电池单体为额定电压与实际电压之差不大于0.02V且实际放电容量不低于标定容量80％的电池单体。
S5：对电池单体进行修复，对修复后的电池单体进行梯级分组，对梯级分组不合格的电池单体进行报废处理；对梯级分组合格的电池单体则进入步骤S6；
优选的，在步骤S5中，对电池单体进行修复的方法更换电池单体的电解液，然后再对电池单体进行充电直至饱和。这种情况下，针对属于由于电解液原因导致容量损失的电池单体可以快速的得到修复。当然，如果电池单体是由于正极或负极原因导致容量损失，不能通过该方法获得有效的恢复，电池单体是否得到有效的修复可以通过后续的梯级分组获知。
优选的，在步骤S5中，对电池单体进行修复的方法是将电池单体充电至饱和后以第一倍率放电至截止电压，然后以第二倍率放电至截止电压，第二倍率小于第一倍率然后再对电池单体进行充电直至饱和。当然，本领域技术人员在此基础上，还可以以小于第二倍率的第三倍率对电池进行放电至截止电压。因此，只要是属于采用依次减少的倍率对电池进行放电，均属于本发明的保护范围。这里的第一倍率通常结合动力电池的类型和经验来确定，在具体的实施方式中，第一倍率为0.5C，第二倍率为0.2C。
优选的，在步骤S5中，梯级分组的步骤包括：对电池单体进行自放电搁置和定容，对容量不低于标定容量80％的电池单体根据容量进行分组。
在一个具体的实施方式中，自放电搁置的具体方法包括：将电池单体充电至饱和后在开路状态下搁置24小时，测试其电压，记为V1，然后再静止10天后测试其电压，记为V2，如果V1和V2之差大于50mV则对该电池单体报废；若V1和V2之差小于50mV则对电池单体进行定容。
在定容过程中，对容量达到标定容量80％及以上的进行分选，容量分选标准±2％，80％以下报废处理。
S6：将电池单体配对进行重组测试，测试达标的电池单体入库回收，测试不达标的做报废处理。
优选的，在步骤S6中，重组测试的方法包括：将预设数量的电池单体串联成电池组，检测电池组的容量是否达到预设数量的电池单体的平均实际容量的95％，如是，则检测达标。
在一个具体的实施方式中，将5个电池单体串联成电池组，检测电池组的容量，判断电池组的容量是否达到5个的电池单体在成组前实际容量的平均值的95％，以此来判断这一组的电池单体是否可以回收利用在其他应用场景。
在整个对退役动力电池回收利用的过程中，对报废处理的电池组和电池单体进行拆解回收处理。
这里的回收处理可根据本领域技术人员理解，示例的，针对电池组，包括对其进行拆解成电池单体，针对电池单体，包括对其拆解从而对正极集流体、负极集流体以及隔膜进行回收，这样，不仅避免了废弃电池可能对环境污染的潜在问题，同时也对电极材料进行二次利的，避免资源浪费。
本发明提出的动力电池回收利用方案，操作简单、可行性强。在不损坏电池内部结构的情况下能判断电池单体经修复可再用的可能性，在一定程度上恢复电池单体性能，能获得性能一致性良好的电池单体组合，应用到其他性能需求较低的领域。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种退役动力电池的回收利用方法，其特征在于，所述回收利用方法包括以下步骤：
S1：检测电池组的外观、电压和内阻，筛选出不达标的电池组做报废处理；
S2：对达标的电池组进行容量测试，按照容量大小将电池组分成不同等级；
S3：将相同等级的电池组无损拆解成电池单体；检测电池单体的外观和容量，筛选出不达标的电池单体做报废处理；
S4：对达标的电池单体进行性能检测，筛选出修复可再使用的电池单体，进入步骤S5；筛选出可直接使用的电池单体，进入步骤S6；
S5：对电池单体进行修复，对修复后的电池单体进行梯级分组，对梯级分组不合格的电池单体进行报废处理；对梯级分组合格的电池单体则进入步骤S6；
S6：将电池单体配对进行重组测试，测试达标的电池单体入库回收，测试不达标的做报废处理。
2.根据权利要求1所述的退役动力电池的回收利用方法，其特征在于：所述不达标的电池组是指电池组壳体有凹陷、破损、腐蚀、漏液或电池组电压和/或内阻低于预设范围情况中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的退役动力电池的回收利用方法，其特征在于：所述不达标的电池单体是指电池单体壳体有凹陷、破损、腐蚀、漏液或电池单体容量低于标定容量50％情况中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的退役动力电池的回收利用方法，其特征在于：在所述步骤S4中，所述修复可再使用的电池单体为：对电池单体进行充放电测试，电池单体的放电容量不低于标定容量的50％；所述可直接使用的电池单体为额定电压与实际电压之差不大于0.02V且实际放电容量不低于标定容量80％的电池单体。
5.根据权利要求4所述的退役动力电池的回收利用方法，其特征在于：在所述步骤S5中，对电池单体进行修复的方法是将电池单体充电至饱和后以第一倍率放电至截止电压，然后以第二倍率放电至截止电压，所述第二倍率小于所述第一倍率，然后再对电池单体进行充电直至饱和。
6.根据权利要求4所述的退役动力电池的回收利用方法，其特征在于：在所述步骤S5中，对电池单体进行修复的方法更换电池单体的电解液，然后再对电池单体进行充电直至饱和。
7.根据权利要求5或6所述的退役动力电池的回收利用方法，其特征在于：在所述步骤S5中，梯级分组的步骤包括：对电池单体进行自放电搁置和定容，对容量不低于标定容量80％的电池单体根据容量进行分组。
8.根据权利要求7所述的退役动力电池的回收利用方法，其特征在于：在所述步骤S6中，所述重组测试的方法包括：将预设数量的电池单体串联成电池组，检测电池组的容量是否达到预设数量的电池单体的平均实际容量的95％，如是，则检测达标。
9.根据权利要求1所述的退役动力电池的回收利用方法，其特征在于：在步骤S3中，所述无损拆解是采用激光靶向切割设备。
10.根据权利要求1所述的退役动力电池的回收利用方法，其特征在于：对报废处理的电池组和电池单体进行拆解回收。
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