CN109346739A - 一种锂离子电池电解液的回收装置及方法 - Google Patents

一种锂离子电池电解液的回收装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种锂离子电池电解液的回收装置，所述回收装置包括：导管、抽真空装置、冷凝回收装置、加热装置、主控器和温度传感器；所述主控器分别与所述温度传感器、所述加热装置和所述抽真空装置连接，用于在回收过程中，所述主控器通过所述加热装置，将所述锂离子电池控制在恒温状态下回收电解液；所述温度传感器设于所述锂离子电池外表面；所述加热装置贴合所述锂离子电池；所述抽真空装置通过导管分别与所述锂离子电池和所述冷凝回收装置连通；本发明提供的回收装置解决了锂离子电池电解液回收困难、回收过程易引发安全事故等问题。

Description

一种锂离子电池电解液的回收装置及方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池的回收领域，具体涉及一种锂离子电池电解液的回收装置及方法。
背景技术
目前市场上没有在保证安全、降低电芯破坏程度、降低环境污染的前提下，对带有安全阀的锂离子蓄电池进行回收的方法和装置。仅有的电解液回收方法需实现对锂离子蓄电池进行拆解后回收，其缺点在于：1、锂离子蓄电池拆解及回收电解液所耗人力物力较大。2、锂离子蓄电池拆解后部分电解液挥发至拆解环境中，污染拆解设备，且无法回收。3、拆解过程易造成锂离子蓄电池短路，存在安全隐患，诱发安全事故。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种锂离子电池电解液的回收装置及方法。
本发明提供的技术方案是：一种锂离子电池电解液的回收装置，所述回收装置包括：导管、抽真空装置、冷凝回收装置、加热装置、主控器和温度传感器；
所述主控器分别与所述温度传感器、所述加热装置和所述抽真空装置连接，用于在回收过程中，所述主控器通过所述加热装置，将所述锂离子电池控制在恒温状态下回收电解液；
所述温度传感器设于所述锂离子电池外表面；
所述加热装置贴合所述锂离子电池；
所述抽真空装置通过导管分别与所述锂离子电池和所述冷凝回收装置连通。
优选的，所述回收装置还包括：密封装置；
所述密封装置包括：密封吸盘和过滤网；
所述锂离子电池包括：安全阀和锂离子电池壳体；
所述导管通过所述密封吸盘吸附于所述锂离子电池壳体上，且与所述安全阀连通，用于所述主控器通过所述抽真空装置在密封的环境下吸收汽化的电解液；
所述过滤网设于所述导管与所述锂离子电池壳体的连接面，用于过滤所述锂离子电池破损的安全阀膜。
优选的，所述冷凝回收装置包括：回收罐和液量传感器；
所述液量传感器设于所述回收罐内；
所述抽真空装置通过所述导管与所述回收罐连通；
所述液量传感器与所述主控器连接，用于所述主控器通过所述液量传感器来检测所述回收罐内的电解液的容量。
优选的，所述导管包括：抽真空管和冷凝管；
所述回收装置还包括：惰性气体高压罐；
所述抽真空装置和所述回收罐连通的导管为冷凝管；
所述抽真空管为相互连通的三向管，其中，第一向管与所述锂离子电池的安全阀连通，第二向管与所述惰性气体高压罐连通，第三向管与所述抽真空装置连通。
优选的，所述回收装置还包括：设于所述导管上的控制阀门；
所述惰性气体高压罐通过所述控制阀门与所述抽真空装置连接；
所述锂离子电池通过所述控制阀门与所述抽真空装置连接；
所述控制阀门与所述主控器电连接。
优选的，所述控制阀门包括：第一阀门和第二阀门；
所述第一阀门设于所述第一向管上；
所述第二阀门设于所述第二向管上；
所述主控器分别控制第一阀门或第二阀门导通。
优选的，所述温度传感器的数目至少为1。
基于同一发明目的，本发明还提供一种锂离子电池电解液的回收方法，包括：
主控器基于温度传感器和加热装置将锂离子电池控制在恒温状态下获得汽化后的电解液；
主控器通过抽真空装置将汽化后的电解液通过导管传送到冷凝回收装置；
所述的恒温包括：使锂离子电池汽化的温度。
优选的，所述主控器基于温度传感器和加热装置将锂离子电池控制在恒温状态下，包括：
主控器基于温度传感器获得的温度，通过加热装置对锂离子电池进行加热，补偿在电解液在汽化过程中会吸收热量，使锂离子电池在整个回收过程中的温度平衡。
优选的，所述主控器基于温度传感器和加热装置将锂离子电池控制在恒温状态下获得汽化后的电解液，之前还包括：
基于惰性气体高压罐对导管和冷凝回收装置进行惰性气体清洗及排除残留空气。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种锂离子电池电解液的回收装置，所述回收装置包括：导管、抽真空装置、冷凝回收装置、加热装置、主控器和温度传感器；所述主控器分别与所述温度传感器、所述加热装置和所述抽真空装置连接，用于在回收过程中，所述主控器通过所述加热装置，将所述锂离子电池控制在恒温状态下回收电解液；所述温度传感器设于所述锂离子电池外表面；所述加热装置贴合所述锂离子电池；所述抽真空装置通过导管分别与所述锂离子电池和所述冷凝回收装置连通；本发明提供的回收装置解决了锂离子电池电解液回收困难、回收过程易引发安全事故等问题。
(2)本发明提供的技术方案，采用过滤网，更好的阻止了破损的安全阀膜进入导管中。
(3)本发明提供的技术方案，采用的温度传感器设于锂离子电池外表面，更好的检测了锂离子电池的温度。
(4)本发明提供的技术方案，采用的加热装置可在回收过程中对电池进行加热至初始设定温度，达到充分回收电解液的目的。
附图说明
图1为本发明的回收装置示意图；
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。
如图1所示，本实施例提供的一种锂离子电池电解液的回收装置，所述回收装置包括：导管、抽真空装置、冷凝回收装置、加热装置、主控器和温度传感器；
所述主控器分别与所述温度传感器、所述加热装置和所述抽真空装置连接，用于在回收过程中，所述主控器通过所述加热装置，将所述锂离子电池控制在恒温状态下回收电解液；
所述温度传感器设于所述锂离子电池外表面；
所述加热装置贴合所述锂离子电池；
所述抽真空装置通过导管分别与所述锂离子电池和所述冷凝回收装置连通。
所述回收装置还包括：密封装置；
所述密封装置包括：密封吸盘和过滤网；
所述锂离子电池包括：安全阀和锂离子电池壳体；
所述导管通过所述密封吸盘吸附于所述锂离子电池壳体上，且与所述安全阀连通，用于所述主控器通过所述抽真空装置在密封的环境下吸收汽化的电解液；
所述过滤网设于所述导管与所述锂离子电池壳体的连接面，用于过滤所述锂离子电池破损的安全阀膜。
所述冷凝回收装置包括：回收罐和液量传感器；
所述液量传感器设于所述回收罐内；
所述抽真空装置通过所述导管与所述回收罐连通；
所述液量传感器与所述主控器连接，用于所述主控器通过所述液量传感器来检测所述回收罐内的电解液的容量。
所述导管包括：抽真空管和冷凝管；
所述回收装置还包括：惰性气体高压罐；
所述抽真空装置和所述回收罐连通的导管为冷凝管；
所述抽真空管为相互连通的三向管，其中，第一向管与所述锂离子电池的安全阀连通，第二向管与所述惰性气体高压罐连通，第三向管与所述抽真空装置连通。
所述回收装置还包括：设于所述导管上的控制阀门；
所述惰性气体高压罐通过所述控制阀门与所述抽真空装置连接；
所述锂离子电池通过所述控制阀门与所述抽真空装置连接；
所述控制阀门与所述主控器电连接。
所述控制阀门包括：第一阀门和第二阀门；
所述第一阀门设于所述第一向管上；
所述第二阀门设于所述第二向管上；
所述主控器分别控制第一阀门或第二阀门导通。
所述温度传感器的数目至少为1。
基于同一发明构思，本发明还提供一种锂离子电池电解液的回收方法，包括：
主控器基于温度传感器和加热装置将锂离子电池控制在恒温状态下获得汽化后的电解液；
主控器通过抽真空装置将汽化后的电解液通过导管传送到冷凝回收装置；
所述的恒温包括：使锂离子电池汽化的温度。
所述主控器基于温度传感器和加热装置将锂离子电池控制在恒温状态下，包括：
主控器基于温度传感器获得的温度，通过加热装置对锂离子电池进行加热，补偿在电解液在汽化过程中会吸收热量，使锂离子电池在整个回收过程中的温度平衡。
所述主控器基于温度传感器和加热装置将锂离子电池控制在恒温状态下获得汽化后的电解液，之前还包括：
基于惰性气体高压罐对导管和冷凝回收装置进行惰性气体清洗及排除残留空气。
所述惰性气体高压罐对导管和冷凝回收装置进行惰性气体清洗及排除残留空气，包括：主控器通过控制阀门，控制惰性气体对导管和冷凝回收装置的清洗及排除残留空气。
具体讲，如图1所示，本实施例提供的回收装置，回收带有安全阀的锂离子蓄电池电解液，其包括密封装置、抽真空装置、冷凝回收装置、加热装置、主控器和温度传感器；温度传感器为一个或多个温度传感器(组)。
密封吸盘可实现对安全阀或电池的密封，第一阀门在回收前期关闭，可实现在对连接导管及冷凝装置进行惰性气体清洗及排出残留空气的处理方式。过滤网(膜)可实现阻止破损的安全阀膜进入抽真空装置及冷凝回收装置中；
抽真空装置在回收前期可对连接导管及冷凝装置进行惰性气体清洗及排出残留空气，回收过程中可使电解液与电池壳体分离并汽化后进入冷凝装置中；
冷凝回收装置在回收过程中可对汽化电解液进行冷凝处理并回收至回收罐中；
主控器通过一个或多个温度传感器(组)采集电池表面温度；
加热装置可在回收过程中对电池进行加热至初始设定温度，达到充分回收电解液的目的；
本实施例提供的锂离子电池电解液的回收方法：首先收集需对其进行电解液回收的电池，对其进行放电处理；主控器通过一个或多个温度传感器(组)采集电池表面温度；
加热装置对电池进行加热至初始设定温度(设定该参数时应综合考虑电解液组分汽化温度、电池安全温度范围等)；
回收前期，关闭第一阀门，打开第二阀门，对整套回收装置进行惰性气体清洗，排出残留空气后关闭第二阀门；通过主控器检测电池温度，如果低于设定温度，则通过主控器开启加热装置对电池进行加热，当主控器检测电池温度达到初始设定温度时，关闭加热装置。
打开第一阀门，利用抽真空装置使安全阀打开，破损的安全阀膜由于过滤网(膜)的存在无法进入回收回路中；
根据理想气体定律pV＝nRT
式中，p为压强，V为体积，n为物质的量，T为热力学温度，R为理想气体常数；
由此可知，电池内部及回收回路压强降低，电解液中可汽化组分迅速汽化后与电池分离，进入冷凝回路中，经过冷凝后流至回收罐内；另外，对电解液组分及汽化过程分析可得出，有机溶剂等可汽化的组分在汽化过程中会吸收大量热量，从而降低电池内部温度，降低回收过程的安全隐患；在此过程中，如果电池温度低于初始设定温度，则关闭第一阀门及抽真空装置，开启主控器对电池进行加热至初始设定温度，随后打开第一阀门及抽真空装置，继续进行电解液回收，循环往复，直至电池内电解液组分充分汽化；本发明在回收过程中可对电解液进行安全、充分的回收，对电池后期拆解提供了安全保障。
以上仅为本发明的实施例而已，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，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池电解液的回收装置，其特征在于，
所述回收装置包括：导管、抽真空装置、冷凝回收装置、加热装置、主控器和温度传感器；
所述主控器分别与所述温度传感器、所述加热装置和所述抽真空装置连接，用于在回收过程中，所述主控器通过所述加热装置，将所述锂离子电池控制在恒温状态下回收电解液；
所述温度传感器设于所述锂离子电池外表面；
所述加热装置贴合所述锂离子电池；
所述抽真空装置通过导管分别与所述锂离子电池和所述冷凝回收装置连通。
2.如权利要求1所述的回收装置，其特征在于，
所述回收装置还包括：密封装置；
所述密封装置包括：密封吸盘和过滤网；
所述锂离子电池包括：安全阀和锂离子电池壳体；
所述导管通过所述密封吸盘吸附于所述锂离子电池壳体上，且与所述安全阀连通，用于所述主控器通过所述抽真空装置在密封的环境下吸收汽化的电解液；
所述过滤网设于所述导管与所述锂离子电池壳体的连接面，用于过滤所述锂离子电池破损的安全阀膜。
3.如权利要求1所述的回收装置，其特征在于，
所述冷凝回收装置包括：回收罐和液量传感器；
所述液量传感器设于所述回收罐内；
所述抽真空装置通过所述导管与所述回收罐连通；
所述液量传感器与所述主控器连接，用于所述主控器通过所述液量传感器来检测所述回收罐内的电解液的容量。
4.如权利要求3所述的回收装置，其特征在于，
所述导管包括：抽真空管和冷凝管；
所述回收装置还包括：惰性气体高压罐；
所述抽真空装置和所述回收罐连通的导管为冷凝管；
所述抽真空管为相互连通的三向管，其中，第一向管与所述锂离子电池的安全阀连通，第二向管与所述惰性气体高压罐连通，第三向管与所述抽真空装置连通。
5.如权利要求4所述的回收装置，其特征在于，
所述回收装置还包括：设于所述导管上的控制阀门；
所述惰性气体高压罐通过所述控制阀门与所述抽真空装置连接；
所述锂离子电池通过所述控制阀门与所述抽真空装置连接；
所述控制阀门与所述主控器电连接。
6.如权利要求5所述的回收装置，其特征在于，
所述控制阀门包括：第一阀门和第二阀门；
所述第一阀门设于所述第一向管上；
所述第二阀门设于所述第二向管上；
所述主控器分别控制第一阀门或第二阀门导通。
7.如权利要求1所述的回收装置，其特征在于，
所述温度传感器的数目至少为1。
8.一种锂离子电池电解液的回收方法，其特征在于，包括：
主控器基于温度传感器和加热装置将锂离子电池控制在恒温状态下获得汽化后的电解液；
主控器通过抽真空装置将汽化后的电解液通过导管传送到冷凝回收装置；
所述的恒温包括：使锂离子电池汽化的温度。
9.如权利要求8所述的回收方法，其特征在于，所述主控器基于温度传感器和加热装置将锂离子电池控制在恒温状态下，包括：
主控器基于温度传感器获得的温度，通过加热装置对锂离子电池进行加热，补偿在电解液在汽化过程中会吸收热量，使锂离子电池在整个回收过程中的温度平衡。
10.如权利要求8所述的回收方法，其特征在于，
所述主控器基于温度传感器和加热装置将锂离子电池控制在恒温状态下获得汽化后的电解液，之前还包括：
基于惰性气体高压罐对导管和冷凝回收装置进行惰性气体清洗及排除残留空气。
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