CN113927529B - 电池包拆解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池包拆解方法。该方法包括获取电芯和箱体底部以结构胶形式粘合的待拆解电池包，将电池包进行放电处理；然后进行电芯结构以外的零部件拆解；最后向电池包的箱体内注入醇解液，在预设温度下对电芯底部的聚酯蓝膜进行醇解反应，以使电芯与箱体底部的结构胶粘结失效，即得到拆解的电芯。本发明以电芯底部聚酯蓝膜为拆解对象，采用醇解法将其醇解解聚，使得电芯与结构胶之间发生粘结失效，具有拆解速度快、拆解条件温和、安全性高、对人体和环境危害小，拆解试剂可重复使用、拆解成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及电池包二次处理技术领域，尤其涉及一种电池包拆解方法，更具体涉及一种适用于电芯与结构胶之间设有聚酯蓝膜的电池包的拆解方法。
背景技术
电池包由箱体及容置于箱体内的多个电池模组组成，在箱体的底部通常设置有一层结构胶，通过结构胶将电池模组粘连在箱体体的底部上。上述电池模组的固定方式能够提高组装效率，但电池模组与箱体之间的连接不可逆，难以直接将电池模组从箱体内取出，机械拆解电池包时，容易损伤电池模组内的电芯，导致部件报废，造成资源浪费。
例如CTP电池包中，电芯与水冷板之间以结构胶固定，不需要以模组形式组装，减少零部件的使用，能够一定程度上提高电池包的能量密度。如果采用常规机械拆解电池包，容易损伤电芯。利用解胶剂溶解结构胶时，解胶剂主要化学成分为苯、甲苯、二甲苯、丙酮等有机试剂，这类化学试剂对人体有害，不宜长期使用，还容易造成环境污染。例如专利CN113523746A公开了一种电池包拆解方法，对电池包进行机械拆解后，在结构胶上涂抹解胶剂，削弱结构胶对电池模组的粘结力，解胶剂剂包含以下质量百分比的组分：10％的乙烷、60％的甲烷、5％的异丙醇、20％的溴代正丙烷及5％的添加剂。可见，解胶剂成分复杂，拆解成本高、对人体和环境危害较大。
鉴于电池包电芯的外表面通常包裹有一层保护膜(厚度通常在50-200μm之间)的特点，本申请设计了一种改进的电池包拆解方法，以解决上述问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电池包拆解方法。该方法以电芯底部聚酯蓝膜为拆解对象，采用醇解法将其醇解解聚，使得电芯与结构胶之间发生粘结失效，具有拆解速度快、安全性高、对人体和环境危害小，拆解试剂可重复使用的特点。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种电池包拆解方法，包括以下步骤：
S1.获取电芯和箱体底部以结构胶形式粘合的待拆解电池包，将所述电池包进行放电处理；
S2.将经步骤S1放电处理的所述电池包进行电芯结构以外的零部件拆解；
S3.将经步骤S2处理的所述电池包的箱体内注入醇解液，在预设温度下对所述电芯底部的蓝膜进行醇解反应，以使所述电芯与箱体底部的结构胶粘结失效，即得到拆解的电芯；其中，所述蓝膜的成分包含聚酯。
作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，所述醇解液为包含催化剂的碱性醇解液。
作为本发明的进一步改进，所述催化剂为醋酸锌或醋酸铝；所述碱性醇解液为氨的乙二醇、乙醇或甲醇溶液。
作为本发明的进一步改进，所述催化剂的添加量为所述碱性醇解液的0.05wt％-0.1wt％；所述氨与所述电芯底部的蓝膜的质量比为(6-10):1。
作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，所述醇解液的注入量按比所述电芯的底部高0.05-0.5cm进行注入。
作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，所述醇解反应的预设温度为50-60℃，反应时间为8-16h。
作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，所述蓝膜的成分包含50％-100％的聚酯。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述待拆解电池包为CTP电池包。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，当所述电池包为三元体系时，放电至2.5V以下；当所述电池包为LFP体系时，放电至2.0V以下；放电倍率为0.1C-1C。
作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述零部件拆解为：利用机械臂拆解包含上盖、铜排、线束、固定螺钉和钢扎带在内的零部件。
本发明的有益效果是：
1.本发明提供的电池包拆解方法，为一种简易的环境友好的电池包的拆解方案。以电芯底部聚酯蓝膜为拆解对象，采用醇解法将其醇解解聚，使得电芯与结构胶之间发生粘结失效。聚酯蓝膜厚度小，具有拆解速度快、拆解条件温和、安全性高、对人体和环境危害小，拆解试剂可重复使用、拆解成本低的特点。
2.本发明采用包含催化剂的碱性醇解液对聚酯蓝膜进行醇解解聚，醋酸锌或醋酸铝与氨的乙二醇醇解液尤其能够使得醇解反应在50-60℃下进行，可有效防止温度过高对电芯造成损坏的问题。
3.本发明氨与电芯底部的蓝膜的质量比为(6-10):1，通过加入高质量比的氨，显著降低醇解温度和醇解时间，防止高温对电芯的破坏。而且，氨的碱性弱，且醇解液注入量少，不会对电芯造成损坏。
附图说明
图1为待拆解电池包的结构示意图。
附图标记
10-电芯；20-蓝膜；30-结构胶；40-箱体。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在具体实施例中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外，还需要说明的是，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。
请参阅图1所示，为常规电芯与结构胶之间设有聚酯蓝膜的电池包结构示意图。其包括箱体40和固定于箱体40内的电芯10，电芯10底部设有蓝膜20层作为绝缘等保护膜，蓝膜20和箱体底部之间通过结构胶30粘结固定。
本发明提供的一种电池包拆解方法，主要包括获取电池包-电池包放电-电池包零部件拆解-电池包与试剂反应-电芯拆解过程，具体包括以下步骤：
S1.获取电芯和箱体底部以结构胶形式粘合的待拆解电池包，将电池包进行放电处理；当电池包为三元体系时，放电至2.5V以下；当电池包为LFP体系时，放电至2.0V以下；放电倍率为0.1C-1C。待拆解电池包可以为CTP电池包或者类似体系的电池包。如此操作，在拆解前先进行放电处理，提高拆解安全性。
S2.将经步骤S1放电处理的电池包进行电芯结构以外的零部件拆解；零部件拆解具体为：利用机械臂拆解包含上盖、铜排、线束、固定螺钉和钢扎带在内的零部件。如此操作，一方面将电芯裸露在外，便于后续醇解反应的进行；另一方面，防止醇解液对其他零部件的损坏，提高其他可二次回收利用的零部件的重复利用价值。
S3.将经步骤S2处理的电池包的箱体内注入醇解液，在预设温度下对电芯底部的蓝膜进行醇解反应，以使电芯与箱体底部的结构胶粘结失效，即得到拆解的电芯；其中，蓝膜的成分包含聚酯。醇解完成后，将电芯从箱体底部取出，醇解液(乙二醇溶液)倒出，处理后的乙二醇溶液可以反复使用。
如此操作，利用电芯外部包裹的聚酯保护膜的特点，对聚酯进行醇解解聚，实现粘结失效。聚酯保护膜通常厚度较薄，将其作为拆解对象，解聚速度相比以结构胶为对象更快，显著节约拆解时间，提高拆解效率，降低拆解成本。
在步骤S3中，醇解液优选为包含催化剂的碱性醇解液。醇解反应的预设温度为50-60℃，反应时间为8-16h。在此种条件的醇解液下，能够满足在较低温度下进行醇解反应，防止温度过高，对电芯造成损坏。
催化剂优选为醋酸锌或醋酸铝；碱性醇解液优选为氨的乙二醇、乙醇或甲醇溶液，优选为氨的乙二醇溶液。催化剂的添加量为碱性醇解液的0.05wt％-0.1wt％；氨与电芯底部的蓝膜的质量比为(6-10):1。通过加入高质量比的氨，显著降低醇解温度和醇解时间，防止高温对电芯的破坏。
在步骤S3中，醇解液的注入量按比电芯的底部高0.05-0.5cm进行注入。醇解液的注入量以能够覆盖底部蓝膜为准，不宜过高，以防对电芯其他部位造成损坏。
在步骤S3中，蓝膜的成分包含50％-100％的聚酯，优选为包含80％-100％的聚酯。聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯或者含有二元酸或二元醇的聚对苯二甲酸乙二醇酯进行共聚改性获得的共聚酯。
在一个实施例中，采用上述方法对一组电池包进行拆解，电芯底部的蓝膜为200μm厚的PET膜。醇解条件为：按比电芯的底部高0.1cm的高度注入醇解液，醇解液组成为：氨的乙二醇溶液，其中包含0.06wt％的醋酸锌，氨的含量为电芯底部PET膜质量的8倍(由于PET膜厚度小，因此质量较小，氨的实际添加量也较小)。醇解温度为55℃，时间为8h。测得醇解率为70％。
综上所述，本发明提供的电池包拆解方法，以电芯底部聚酯蓝膜为拆解对象，采用改进的醇解液将其醇解解聚，使得电芯与结构胶之间发生粘结失效。聚酯蓝膜厚度小，因此拆解速度快。采用包含催化剂的碱性醇解液对聚酯蓝膜进行醇解解聚，醋酸锌或醋酸铝与氨的乙二醇醇解液尤其能够使得醇解反应在50-60℃下进行，可有效防止温度过高对电芯造成损坏的问题。具有拆解条件温和、安全性高、对人体和环境危害小，拆解试剂可重复使用、拆解成本低的特点。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种电池包拆解方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.获取电芯和箱体底部以结构胶形式粘合的待拆解电池包，将所述电池包进行放电处理；
S2.将经步骤S1放电处理的所述电池包进行电芯结构以外的零部件拆解；
S3.向经步骤S2处理的所述电池包的箱体内注入醇解液，在预设温度下对所述电芯底部的蓝膜进行醇解反应，以使所述电芯与箱体底部的结构胶粘结失效，即得到拆解的电芯；其中，所述蓝膜的成分包含聚酯；所述醇解液为包含催化剂的碱性醇解液，所述碱性醇解液为氨的乙二醇、乙醇或甲醇溶液，所述氨与所述电芯底部的蓝膜的质量比为(6-10):1；所述醇解反应的预设温度为50-60℃。
2.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，所述催化剂为醋酸锌或醋酸铝。
3.根据权利要求2所述的电池包拆解方法，其特征在于，所述催化剂的添加量为所述碱性醇解液的0.05wt％-0.1wt％。
4.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，在步骤S3中，所述醇解液的注入量按比所述电芯的底部高0.05-0.5cm进行注入。
5.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，在步骤S3中，所述醇解反应的反应时间为8-16h。
6.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，在步骤S3中，所述蓝膜的成分包含50％-100％的聚酯。
7.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，在步骤S1中，所述待拆解电池包为CTP电池包。
8.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，在步骤S1中，当所述电池包为三元体系时，放电至2.5V以下；当所述电池包为LFP体系时，放电至2.0V以下；放电倍率为0.1C-1C。
9.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，在步骤S2中，所述零部件拆解为：利用机械臂拆解包含上盖、铜排、线束、固定螺钉和钢扎带在内的零部件。
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