CN113422120A - 非破坏式锂电池回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了非破坏式锂电池回收方法，包括去皮、盖板切割、顶芯以及电芯分离等步骤。本发明的非破坏式锂电池回收方法，依据锂电池的结构特点，将锂电池外皮、正负极盖板、内壳、正极片、负极片以及隔膜等一一分离，进而进行分类回收处理，一方面可对正负极盖板、内壳、正极片、负极片等分别进行回收利用，大大提高回收利用率；另一方面对固体垃圾实现分类，方便处理，解决了传统回收方法存在的固体垃圾混杂，难以采用有效回收处理手段问题；再者，上述回收方式产生的有害气体较少，对环境污染小。

Description

非破坏式锂电池回收方法
技术领域
本发明涉及锂电池回收技术领域，尤其涉及非破坏式锂电池回收方法。
背景技术
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。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。
构成锂电池的成分和结构较为复杂，包括钢/铝壳、铝集流体正极负载钴酸锂/磷酸铁锂/镍钴锰酸锂等、铜/镍/钢集流体负载碳、聚烯烃多孔隔膜、六氟磷酸锂/高氯酸锂的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯溶液等，如不加以回收，将会对环境产生很大影响。而回收后，通过技术提取，很多材料还可以被再次利用。出于环保和资源再利用方面的考虑，锂电池的回收是十分必要的。
现有的锂电池回收都是采用破坏式回收，如机械粉碎、高温煅烧等；这些回收方法存在回收利用率低、固体垃圾难以分类处理、有害气体多造成大气污染严重等缺点。基于此，如何设计一种可对外皮、正负极盖板、内壳、正极片、负极片、隔膜等分类处理的非破坏式锂电池回收方法是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种可对外皮、正负极盖板、内壳、正极片、负极片、隔膜等分类处理的非破坏式锂电池回收方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
非破坏式锂电池回收方法，包括以下步骤：
Ⅰ.去皮；去除锂电池最外层的铝塑膜；
Ⅱ.盖板切割；通过切割方式，将去皮后的锂电池正极盖板及负极盖板切除；
Ⅲ.顶芯；将盖板切割后的锂电池的电芯与内壳分离；
Ⅳ.电芯拆分；将分离出的电芯的正极片及负极片分离；
作为上述技术方案的改进，所述的非破坏式锂电池回收方法，在锂电池去皮前，对锂电池进行放电处理；放电处理方法为：采用质量分数为4-6％的氯化钠溶液浸泡12-48h。
作为上述技术方案的改进，所述的非破坏式锂电池回收方法，步骤Ⅰ中，去皮方法为：在锂电池外皮上切割出撕裂口，然后从撕裂口处将剩余的外皮去除；所述撕裂口为从锂电池侧壁延伸至两端的“匚”型；所述撕裂口为两个，且对称的分布在锂电池的两侧。
作为上述技术方案的改进，所述的非破坏式锂电池回收方法，采用热熔切割或者激光切割的方式在锂电池外皮上切割出撕裂口。
作为上述技术方案的改进，所述的非破坏式锂电池回收方法，步骤Ⅲ中，顶芯方法为：夹紧锂电池内壳，将电芯从锂电池内壳内顶出。
作为上述技术方案的改进，所述的非破坏式锂电池回收方法，在电芯拆分时，首先对电芯进行二次放电处理，二次放电处理方法为：采用质量分数为4-6％的氯化钠溶液浸泡12-48h。
作为上述技术方案的改进，所述的非破坏式锂电池回收方法，步骤Ⅳ中，电芯拆分方法为：将电芯展开铺平，然后采用真空吸附的方式将正极片和负极片一层层分离。
一种用于锂电池外皮切割的热熔刀，所述热熔刀为“匚”型；所述热熔刀包括同时在锂电池侧壁和端部形成撕裂缺口的第一切割部和第二切割部；所述第一切割部的两侧都设置有第二切割部；第一切割部的长度设为L1，锂电池两端的外皮之间的距离设为S1，所述第一切割部的长度L1＝锂电池两端的外皮之间的距离设为S1；第二切割部的长度设为L2，锂电池的侧壁到锂电池正极极柱的最短距离设为S2，所述第二切割部的长度L2＝锂电池的侧壁到锂电池正极极柱的最短距离S2。
本发明的优点在于：本发明的非破坏式锂电池回收方法，依据锂电池的结构特点，将锂电池外皮、正负极盖板、内壳、正极片、负极片以及隔膜等一一分离，进而进行分类回收处理，一方面可对正负极盖板、内壳、正极片、负极片等分别进行回收利用，大大提高回收利用率；另一方面对固体垃圾实现分类，方便处理，解决了传统回收方法存在的固体垃圾混杂，难以采用有效回收处理手段问题；再者，上述回收方式产生的有害气体较少，对环境污染小。
附图说明
图1为本发明锂电池回收工艺流程图。
图2为采用热熔刀切割撕裂口时的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
非破坏式锂电池回收方法，包括以下步骤：
Ⅰ.去皮；去除锂电池最外层的铝塑膜；
将锂电池最外层的铝塑膜去除，一方面可单独处理去除的铝塑膜，避免塑料膜和锂电池中的金属固体垃圾混杂造成固体垃圾处理困难问题；另一方面，铝塑膜去除后，可露出正负极盖板和内壳的连接处，方便后续正负极盖板的去除。
Ⅱ.盖板切割；通过切割方式，将去皮后的锂电池正极盖板及负极盖板切除；
采用切割的方式去除正负极盖板，切割时，从正负极盖板和内壳的连接处进行切割，对正负极盖板不产生破坏，可对正负极盖板进行回收利用，提高回收利用率，降低锂电池回收时产生的固体垃圾量，环保、节约资源。
Ⅲ.顶芯；将盖板切割后的锂电池的电芯与内壳分离；
采用顶芯的方式实现内壳和电芯的分离，对内壳不产生破坏，进而实现内壳的回收利用，进一步的降低回收时的固体垃圾，提高回收利用率。
Ⅳ.电芯拆分；将分离出的电芯的正极片及负极片分离；
通过将正极片和负极片进行分离，进而便于后续的正极片及负极片的单独回收处理，回收利用率高。
本发明的非破坏式锂电池回收方法，依据锂电池的结构特点，将锂电池外皮、正负极盖板、内壳、正极片、负极片以及隔膜等一一分离，进而进行分类回收处理，一方面可对正负极盖板、内壳、正极片、负极片等分别进行回收利用，大大提高回收利用率；另一方面对固体垃圾实现分类，方便处理，解决了传统回收方法存在的固体垃圾混杂，难以采用有效回收处理手段问题；再者，上述回收方式产生的有害气体较少，对环境污染小。
作为上述技术方案的改进，所述的非破坏式锂电池回收方法，在锂电池去皮前，对锂电池进行放电处理；放电处理方法为：采用质量分数为4-6％的氯化钠溶液浸泡12-48h；
对锂电池首先进行放电处理，避免后续回收处理时产生安全事故。
作为上述技术方案的改进，所述的非破坏式锂电池回收方法，步骤Ⅰ中，去皮方法为：在锂电池外皮上切割出撕裂口，然后从撕裂口处将剩余的外皮去除；所述撕裂口为从锂电池侧壁延伸至两端的“匚”型；所述撕裂口为两个，且对称的分布在锂电池的两侧。
通过在外皮上切割撕裂口，从撕裂口处将撕裂口两侧的外皮去除，外皮去除方法新颖，去除工艺简单，对外皮内部的结构不产生破坏，便于锂电池的回收。
作为上述技术方案的改进，所述的非破坏式锂电池回收方法，采用热熔切割或者激光切割的方式在锂电池外皮上切割出撕裂口；
采用热熔的方法切割撕裂口，设备成本低，切割方便；采用激光切割的方式切割撕裂口，切割速度快，效率高。
作为上述技术方案的改进，所述的非破坏式锂电池回收方法，步骤Ⅲ中，顶芯方法为：夹紧锂电池内壳，将电芯从锂电池内壳内顶出；
锂电池内壳和电芯分离时，直接将电芯从内壳内顶出，对电芯和内壳都不产生破坏，进而进行回收利用，提高回收利用率。
作为上述技术方案的改进，所述的非破坏式锂电池回收方法，在电芯拆分时，首先对电芯进行二次放电处理，二次放电处理方法为：采用质量分数为4-6％的氯化钠溶液浸泡12-48h；
对电芯进而二次放电处理，避免电芯内有剩余电流，保证后续电芯回收处理的安全性。
作为上述技术方案的改进，所述的非破坏式锂电池回收方法，步骤Ⅳ中，电芯拆分方法为：将电芯展开铺平，然后采用真空吸附的方式将正极片和负极片一层层分离；
采用真空吸附的方式将电芯正极片、负极片以及隔膜进行分离，对电芯正极片、负极片以及隔膜不产生破坏，方便后续的回收利用，提高回收利用率。
一种用于锂电池外皮切割的热熔刀，所述热熔刀为“匚”型；所述热熔刀1包括同时在锂电池侧壁和端部形成撕裂缺口的第一切割部11和第二切割部12；所述第一切割部11的两侧都设置有第二切割部12；第一切割部1的长度设为L1，锂电池2两端的外皮之间的距离设为S1，所述第一切割部11的长度L1＝锂电池2两端的外皮之间的距离设为S1；第二切割部12的长度设为L2，锂电池2的侧壁到锂电池正极极柱的最短距离设为S2，所述第二切割部12的长度L2＝锂电池2的侧壁到锂电池正极极柱的最短距离S2；
热熔刀采用匚型，匹配锂电池的结构，同时在锂电池侧壁和端部形成撕裂缺口，使得外皮可以直接从锂电池上取下，简化外皮去除步骤，提高锂电池外皮去除效率。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.非破坏式锂电池回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
Ⅰ.去皮；去除锂电池最外层的铝塑膜；
Ⅱ.盖板切割；通过切割方式，将去皮后的锂电池正极盖板及负极盖板切除；
Ⅲ.顶芯；将盖板切割后的锂电池的电芯与内壳分离；
Ⅳ.电芯拆分；将分离出的电芯的正极片、负极片以及隔膜分离。
2.根据权利要求1所述的非破坏式锂电池回收方法，其特征在于：在锂电池去皮前，对锂电池进行放电处理；放电处理方法为：采用质量分数为4-6％的氯化钠溶液浸泡12-48h。
3.根据权利要求1所述的非破坏式锂电池回收方法，其特征在于：步骤Ⅰ中，去皮方法为：在锂电池外皮上切割出撕裂口，然后从撕裂口处将剩余的外皮去除；所述撕裂口为从锂电池侧壁延伸至两端的“匚”型；所述撕裂口为两个，且对称的分布在锂电池的两侧。
4.根据权利要求3所述的非破坏式锂电池回收方法，其特征在于：采用热熔切割或者激光切割的方式在锂电池外皮上切割出撕裂口。
5.根据权利要求1所述的非破坏式锂电池回收方法，其特征在于：步骤Ⅲ中，顶芯方法为：夹紧锂电池内壳，将电芯从锂电池内壳内顶出。
6.根据权利要求1所述的非破坏式锂电池回收方法，其特征在于：在电芯拆分时，首先对电芯进行二次放电处理，二次放电处理方法为：采用质量分数为4-6％的氯化钠溶液浸泡12-48h。
7.根据权利要求1所述的非破坏式锂电池回收方法，其特征在于：步骤Ⅳ中，电芯拆分方法为：将电芯展开铺平，然后采用真空吸附的方式将正极片、负极片以及隔膜一层层分离。
8.一种用于锂电池外皮切割的热熔刀，其特征在于：所述热熔刀为“匚”型；所述热熔刀包括同时在锂电池侧壁和端部形成撕裂缺口的第一切割部和第二切割部；所述第一切割部的两侧都设置有第二切割部；第一切割部的长度设为L1，锂电池两端的外皮之间的距离设为S1，所述第一切割部的长度L1＝锂电池两端的外皮之间的距离设为S1；第二切割部的长度设为L2，锂电池的侧壁到锂电池正极极柱的最短距离设为S2，所述第二切割部的长度L2＝锂电池的侧壁到锂电池正极极柱的最短距离S2。
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