CN114094223A - 一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，破碎仓中容纳有液体，同时破碎机构的工作部件位于破碎仓中，并在液体中工作将废旧动力电池放入破碎机构中，则废旧动力电池被破碎机构破碎后发生短路而放电产生热能，同时液体蒸发产生蒸汽，然后将蒸汽引入至热量回收室中进行回收利用，且热量回收室中形成的尾气进入至尾气处理装置中处理，同时破碎仓中产生的废料引出被进一步处理。本发明公开了一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，对检测筛选下来的、不能梯次利用的废旧动力电池进行处理的过程安全可靠，并且可以将其低品位的残余电能回收利用为具有高品位热能的水蒸汽，同时放电效率高。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池电量回收利用技术领域，更具体的说是涉及一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法。
背景技术
目前，全球能源与环境形势异常严峻，经济增长与资源的矛盾日益尖锐，新能源汽车作为国家降低对化石能源依存度，减少二氧化碳排放成为我国政府关注的焦点和车企研发的重点外，也成为了世界各国的战略选择。
然而新能源汽车的高速发展，就电动汽车的电池用量，据统计将从目前的200万吨左右，经过未来5年～6年的发展会达到700万吨，由于动力电池的使用寿命有限，理论估计大约6年～8年，新能源汽车的报废电池会越来越多，但目前还没有安全可靠且可以有效回收利用检测筛选下来的、不能梯次利用的废旧动力电池中残留电量的方法，导致目前对检测筛选下来的、不能梯次利用的废旧动力电池进行处理的过程中，存在很大的安全隐患，并且其电能浪费严重。
此外，现有技术中对废旧动力电池处理过程中，还存在污染环境等问题。
因此，如何提供一种安全可靠，并能够对其电能回收利用的废旧动力电池残留电量的回收利用方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，对检测筛选下来的、不能梯次利用的废旧动力电池进行处理的过程安全可靠，并且可以将其低品位的残余电能回收利用为具有高品位热能的水蒸汽，同时放电效率高。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，步骤如下；
S1，预处理：破碎仓中容纳有液体，同时破碎机构的工作部件位于所述破碎仓中，并在所述液体中工作；
S2，破碎废旧动力电池：将所述废旧动力电池放入所述破碎机构中，则所述废旧动力电池被所述破碎机构破碎后发生短路而放电产生热能，同时所述液体蒸发产生蒸汽；
S3，将所述蒸汽引入至热量回收室中进行回收利用，且所述热量回收室中形成的尾气进入至尾气处理装置中处理，同时所述破碎仓中产生的废料引出被进一步处理。
优选的，所述破碎仓内为密闭的工作空间。
优选的，所述步骤S3中，所述热量回收室中引入有来自介质换热室中的冷介质，则所述蒸汽在所述热量回收室中液化产生蒸汽凝液、热介质和不凝气体，所述蒸汽凝液被引入至所述破碎仓中循环利用，所述热介质被引出至所述介质换热室中以备热交换，且所述热量回收室中的不凝气体进入至所述尾气处理装置。
优选的，所述步骤S3中，所述破碎仓中产生的废料被引入至固液分离装置进行固体分离，所述固液分离装置产生的分离液体被引入至所述破碎仓中循环利用，产生的分离固体被进入至电池原料回收装置。
优选的，所述破碎仓处于压强为0～-100Pa.G的状态。
优选的，所述破碎仓中安装有液位计，并接通有补液装置。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，可以实现如下技术效果：
1、本发明废旧动力电池在液体中进行破碎，不仅可以使废旧动力电池破碎放电产生的热量快速被液体吸收，从而避免废旧动力电池由于短路而着火的问题，以提高本发明的安全性，同时放电彻底、高效，而且本发明可以将废旧动力电池短路放电过程中产生的热量加热液体，使低品位电能转化为具有热能的高品味蒸汽，从而使废旧动力电池的残余电能得到回收利用，则节约能源。
2、本发明破碎仓内为密闭的工作空间，避免气体、粉尘、液体外泄，从而避免污染环境。
3、本发明的资源和能源循环利用，从而节能环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一中破碎仓的正视图。
图2为本发明实施例一中破碎仓的侧视图。
图3为本发明实施例一中破碎仓的俯视图。
图4为本发明实施例二中破碎仓的正视图。
图5为本发明破碎仓的工作示意图。
图6为本发明一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法的工作原理图。
其中，1-破碎仓；10-破碎机构；2-热量回收室；3-尾气处理装置；4-介质换热室；5-固液分离装置；6-电池原料回收装置；11-进料斗；12-进料管；13- 重锤翻板阀；14-卸料阀；15-卸料螺旋；16-进液口；17-引风口；18-尾气引风机；19-视镜；101-喷淋机构；102-压力监测装置；103-电机变频器。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
本发明实施例公开了一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，步骤如下；
S1，预处理：破碎仓1中容纳有液体，同时破碎机构10的工作部件位于破碎仓1中，并在液体中工作；
S2，破碎废旧动力电池：将废旧动力电池放入破碎机构10中，则废旧动力电池被破碎机构10破碎后发生短路而放电产生热能，同时液体蒸发产生蒸汽；
S3，将蒸汽引入至热量回收室2中进行回收利用，且热量回收室2中形成的尾气进入至尾气处理装置3中处理，同时破碎仓1中产生的废料引出被进一步处理。
本发明废旧动力电池在液体中进行破碎，不仅可以使废旧动力电池破碎放电产生的热量快速被液体吸收，从而避免废旧动力电池由于短路而着火的问题，以提高本发明的安全性，同时放电彻底、高效，而且本发明可以将废旧动力电池短路放电过程中产生的热量加热液体，使低品位电能转化为具有热能的高品味蒸汽，从而使废旧动力电池的残余电能得到回收利用，则节约能源。
为了进一步优化上述技术方案，步骤S3中，热量回收室2中引入有来自介质换热室4中的冷介质，则蒸汽在热量回收室2中液化产生蒸汽凝液、热介质和不凝气体，蒸汽凝液被引入至破碎仓1中循环利用，热介质被引出至介质换热室4中以备热交换，且热量回收室2中的不凝气体进入至尾气处理装置3。
本发明采用上述技术方案，可以实现如下技术效果：来自破碎仓1中的水蒸气在热量回收室2中对冷介质进行加热，则可以实现对废旧动力电池放电所产生热量进行回收的作用，并且热量回收室2中生成的热介质被引出至介质换热室4中以备热交换，则可以使能量循环使用，节约能源，同时热量回收室2中的不凝气体进入至尾气处理装置3中，则避免污染环境。
为了进一步优化上述技术方案，步骤S3中，破碎仓1中产生的废料被引入至固液分离装置5进行固体分离，固液分离装置5产生的分离液体被引入至破碎仓1中循环利用，产生的分离固体被进入至电池原料回收装置6。
本发明采用上述技术方案，可以实现如下技术效果：破碎仓1中产生的废料被固液分离装置5分离后产生的分离液体返回至破碎仓1，则能够避免资源浪费，并且固液分离装置5分离后产生的分离固体进入至电池原料回收装置6中，则可以回收废旧动力电池中高价值的金属。
为了进一步优化上述技术方案，破碎仓1处于压强为0～-100Pa.G的状态。
本发明采用上述技术方案，可以实现如下技术效果：使破碎仓1内处于负压的状态，更好的为微负压的状态，从而使废旧动力电池破碎过程中没有气体、粉尘外逸问题，生产现场环境，干净清洁。
为了进一步优化上述技术方案，破碎仓1中安装有液位计，并接通有补液装置。
本发明采用上述技术方案，可以实现如下技术效果：保证破碎废旧动力电池持续在液体中放电。
为了进一步优化上述技术方案，破碎机构10为双轴刀辊结构、三轴刀辊结构、四轴刀辊结构或者更多轴的刀辊结构，以确保完成对电池的剪切、撕裂破碎。
实施例1：
本发明实施例公开了一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，工作原理如下：
S1，预处理：破碎仓1中容纳有液体，同时破碎机构10的工作部件位于破碎仓1中，并在液体中工作；
S2，破碎废旧动力电池：将废旧动力电池放入破碎机构10中，则废旧动力电池被破碎机构10破碎后发生短路而放电产生热能，同时液体蒸发产生蒸汽；
S3，将蒸汽引入至热量回收室2中进行回收利用，热量回收室2中引入有来自中的冷介质，则蒸汽在热量回收室2中液化产生蒸汽凝液、热介质和不凝气体，蒸汽凝液被引入至破碎仓1中循环利用，热介质被引出至介质换热室4中以备热交换，且热量回收室2中的不凝气体进入至尾气处理装置3，同时破碎仓1中产生的废料被引入至固液分离装置5进行固体分离，固液分离装置5产生的分离液体被引入至破碎仓1中循环利用，产生的分离固体被进入至电池原料回收装置6。
进一步，如图1-图3所示，破碎仓1的结构和工作原理如下：
破碎仓1的顶端设有进料机构，进料机构包括位于上方的进料斗11、与进料斗11底端相连通的进料管12，进料斗11为方便进料的圆锥形进料斗或矩形锥体进料斗，进料管12固定于破碎仓1的顶部且与破碎仓1的内腔相连通，进料斗11与进料管12之间设置有起密封隔气作用的重锤翻板阀13。回收的废旧动力电池，直接加入进料斗11，通过重锤翻板阀13密封隔气，再经进料管12加入破碎仓1。
破碎仓1上设有破碎机构10，破碎机构10中的刀辊伸入破碎仓1的内腔中，并横向设于破碎仓1内，刀辊能够对从进料管12加入的电池物料进行破碎。
本发明的破碎仓1内为密闭的工作空间，则避免气体、粉尘、液体外泄，从而避免污染环境。
进一步的，破碎机构10为双轴刀辊结构、三轴刀辊结构、四轴刀辊结构或者更多轴的刀辊结构，以确保完成对电池的剪切、撕裂破碎。
破碎仓1的底部下方设有出料口，出料口上设有卸料阀14。该卸料阀14 优选为旋转阀，旋转阀为常规旋转阀结构，也称星形卸料机、关风机、锁气器、旋转供料器等，它由带有数个叶片的转子、壳体、密封件及电动机、减速器等组成。当转子在圆筒形的机壳(本实施例中为出料口对应机壳)内旋转，设备中的物料靠自重落入叶片间的空格内，随转子旋转到下部物料卸出。叶片顶部设置的密封件与腔体紧密接触，使上下腔体隔离，实现锁气功能。
本实施例中的卸料阀14采用旋转阀，不仅实现了液固顺畅排料，而且使破碎仓1内腔与外界能够有效隔离，确保破碎机构10处于压强为0～-100Pa.G 的状态工作，使得电池破碎过程中没有粉尘外逸问题，生产现场环境，干净清洁。
破碎仓1的底部设有卸料螺旋15，卸料螺旋15中的螺旋结构伸入破碎仓 1的内腔中，并横向设于破碎仓1内，螺旋结构能够将破碎好的物料集中输送至出料口。
具体的，出料口位于破碎仓1的底部任一位置；而螺旋结构两侧的螺旋叶片方向相反，两种螺旋叶片相接的位置处正好处于出料口的正上方。电机带动两种螺旋叶片旋转，便可将两侧的破碎好的电池物料全部集中输送至出料口，再经卸料阀14接力，排出破碎仓1。
同时，本实施例中的卸料螺旋15可为有轴螺旋，也可为无轴螺旋，能起到输送卸料的作用即可。
破碎仓1的上部设有进液口16和引风口17，引风口17依次连接尾气引风机18和尾气处理系统11，尾气引风机18工作使破碎仓1一直处于压强为0～-100Pa.G的状态。
具体的，进液口16用以向破碎仓1内注水以及随时补水，保证破碎仓1 内的液位能够让破碎机构10浸入，实现水下破碎电池物料。尾气引风机18 不仅可以将破碎仓1内产生的水蒸气引出进行回收利用，还可以让破碎机构 10在压强为0～-100Pa.G的状态，使得电池破碎过程中没有粉尘外逸问题，生产现场环境，干净清洁。
同时，破碎仓1的仓体上设有用于观察内腔情况的视镜19，工作人员可直接通过视镜19观察破碎仓1内的液位，并由进液口16补充、调节进水。进一步的，破碎仓1内还可设置液位测量装置，使破碎仓1中的水位也可借助自动化仪表实现调节控制。
进一步，如图5所示，本实施例还在引风口17处设置了带警报功能的压力监测装置102，同时尾气引风机18上设有电机变频器103调节风机转速，借助压力监测装置102通过变频器自动改变电机供电频率，不断调节尾气引风机18的转速，便可确保破碎仓1能够一直处于压强为0～-100Pa.G的工作状态。图5中原料由A处进入至破碎仓1，初始水和补充水由B处进入，破碎好的物料流至C处的后续工序(即一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法中的步骤S3中：蒸汽引入至热量回收室2中进行回收利用，热量回收室2 中引入有来自介质换热室4中的冷介质，则蒸汽在热量回收室2中液化产生蒸汽凝液、热介质和不凝气体，蒸汽凝液被引入至破碎仓1中循环利用，热介质被引出至介质换热室4中以备热交换，且热量回收室2中的不凝气体进入至尾气处理装置3)，抽出的蒸汽流至D处的后续工序(即一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法中的步骤S3中：破碎仓1中产生的废料被引入至固液分离装置5进行固体分离，固液分离装置5产生的分离液体被引入至破碎仓1中循环利用，产生的分离固体被进入至电池原料回收装置6)。
进一步，介质换热室4中具有换热器，则热量回收室2中产生的热量通过进入介质换热室4，被换热器热交换形成冷介质后，冷介质通过管路等进入至热量回收室2。
本发明设备利用水下破碎放电，将废旧电池中的剩余电量转化产生蒸汽，使低品位能量得到了合理、有效利用。具体的，经估算，3.0V～4.2V电压的 18650圆柱形电池，其中剩余电量大约有200mA.h～2200mA.h，放电过程全部转化可释放500cal～8000cal热量，利用该热量，可将25℃的水加热汽化, 生成大约1.4L～22.0L、100℃的水蒸汽。
实施例2：与实施例1基本相同，唯一不同之处在于，本实施例中在破碎仓1内腔的上部横向设置了一排喷淋机构101，喷淋机构101的进口与进液口 16相连通。在工作时，本实施例中的设备不再让破碎机构10浸于水中，而是采用喷淋液体方式，带走电池放电释放的热量，其同样也可达到与实施一相同的作用效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，其特征在于，步骤如下；
S1，预处理：破碎仓(1)中容纳有液体，同时破碎机构(10)的工作部件位于所述破碎仓(1)中，并在所述液体中工作；
S2，破碎废旧动力电池：将所述废旧动力电池放入所述破碎机构(10)中，则所述废旧动力电池被所述破碎机构(10)破碎后发生短路而放电产生热能，同时所述液体蒸发产生蒸汽；
S3，将所述蒸汽引入至热量回收室(2)中进行回收利用，且所述热量回收室(2)中形成的尾气进入至尾气处理装置(3)中处理，同时所述破碎仓(1)中产生的废料引出被进一步处理。
2.根据权利要求1所述的一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，所述破碎仓(1)内为密闭的工作空间。
3.根据权利要求1所述的一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述热量回收室(2)中引入有来自介质换热室(4)中的冷介质，则所述蒸汽在所述热量回收室(2)中液化产生蒸汽凝液、热介质和不凝气体，所述蒸汽凝液被引入至所述破碎仓(1)中循环利用，所述热介质被引出至所述介质换热室(4)中以备热交换，且所述热量回收室(2)中的不凝气体进入至所述尾气处理装置(3)。
4.根据权利要求1所述的一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述破碎仓(1)中产生的废料被引入至固液分离装置(5)进行固体分离，所述固液分离装置(5)产生的分离液体被引入至所述破碎仓(1)中循环利用，产生的分离固体被进入至电池原料回收装置(6)。
5.根据权利要求1所述的一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，其特征在于，所述破碎仓(1)处于压强为0～-100Pa.G的状态。
6.根据权利要求1所述的一种废旧动力电池残留电量的回收利用方法，其特征在于，所述破碎仓(1)中安装有液位计，并接通有补液装置。
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