CN114151802A - 一种废旧锂电池全组分回收再利用的方法 - Google Patents
一种废旧锂电池全组分回收再利用的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114151802A CN114151802A CN202111444265.7A CN202111444265A CN114151802A CN 114151802 A CN114151802 A CN 114151802A CN 202111444265 A CN202111444265 A CN 202111444265A CN 114151802 A CN114151802 A CN 114151802A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- waste lithium
- components
- powder
- recycling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 27
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 25
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N alumane;copper Chemical compound [AlH3].[Cu] JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 7
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 5
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 3
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 33
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/003—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals for used articles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/033—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment comminuting or crushing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
- F23G5/14—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
- F23J15/04—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material using washing fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/30—Pyrolysing
- F23G2201/302—Treating pyrosolids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/30—Pyrolysing
- F23G2201/303—Burning pyrogases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/60—Separating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/80—Shredding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2219/00—Treatment devices
- F23J2219/40—Sorption with wet devices, e.g. scrubbers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了一种废旧锂电池全组分回收再利用的方法。本发明的方法包括绝氧和密闭条件下的带电破碎、低温挥发、风选分离、高温热解、筛分与剥离、色选以及尾气的集中处理等步骤。本发明能够实现废旧锂电池全组分回收，资源最大化，且各组分回收率高，产品纯度高：极粉回收率96％‑98％，品位96％‑98％；铜箔、铝箔回收率95％‑98％，品位99％；外壳及柱头回收率95％‑98％，品位95‑98％。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池的回收利用，特别涉及一种废旧锂电池全组分回收再利用的方法。
背景技术
随着新能源领域的蓬勃发展，锂电池回收成为该领域不可或缺的一个重要环节，目前市场上的工艺是采用盐水放电、多级破碎，再通过重力分选工艺回收锂电池中的有价成分。该工艺存在以下问题：(1)盐水放电过程放电周期长，水体污染严重。(2)生产现场黑粉跑冒严重，电解液气味浓厚，生产环境差。(3)采用多级破碎、磨粉工艺剥离极粉，导致极粉回收率、品位偏低，铜铝相互掺杂，无法分离。(4)电解液未处理，铝箔磨成粉末，都存在安全隐患。针对这些问题，本发明提供了一种废旧锂电池全组分回收再利用的方法，在安全环保的前提下，实现废旧锂电池回收的高回收率、高品位。
发明内容
针对现有废旧锂电池回收工艺的缺陷，本发明提供一种废旧锂电池全组分回收再利用的方法，在安全环保的前提下，实现废旧锂电池回收的高回收率、高品位。
为了实现上述目的，本发明提供的一种废旧锂电池全组分回收再利用的方法，包括如下步骤：
(1)废旧锂离子电池通过自动上料装置运输到破碎机；
(2)采用带电破碎工艺，在绝氧和密闭的环境下，将废旧锂离子电池剪切破碎，使电池的外壳、隔膜、正负极片充分分散，无包裹；
(3)破碎后的物料在绝氧和密闭的环境下低温挥发，将电解液挥发，解决电解液的燃爆风险；
(4)低温挥发后的物料通过风选工艺进行分离，分别得到隔膜、正负极片、柱头及外壳等，经过清洗后分类储存；
(5)分选出的正负极片在绝氧和密闭的环境下高温热解，将极片上的有机成分(包括粘黏剂、残留的电解液和隔膜等)热解，使得正负极片上的极粉更容易剥离；
(6)热解后的物料通过筛分预先分离已脱落极粉，然后剥离极片上的极粉，实现铜铝箔和正负极粉的分离；
(7)剥离极粉后的铜铝箔通过色选工艺进行分离，得到高纯度的铜箔和铝箔；
(8)带电破碎和低温挥发过程挥发的电解液气体、热解过程产生的热解尾气集中一起处理，通过高温焚烧、急冷、收尘、水洗和碱洗工艺处理后，达标排放。
进一步地，步骤(2)中，进行破碎时，破碎腔内的氧含量控制在0％～5％；破碎后的物料充分分散、不包裹，物料成片状，粒径15-40mm，物料温度≤45℃。
进一步地，步骤(3)中，通过通入惰性气体达到绝氧目标，惰性气体包括N2、CO2和氩气。低温挥发时间0.5-1h，挥发温度100-150℃，低温挥发炉内氧含量控制在0％～5％。
进一步地，步骤(4)中，通过一次风选将隔膜分选出来，然后再通过二次风选将正、负极片分选出来，剩下的重物料包括外壳、柱头等，分选得到的隔膜、柱头及外壳分别进行清洗，然后分类储存。
进一步地，步骤(5)中，通过通入惰性气体达到绝氧目标，惰性气体包括N2、CO2、氩气等。高温热解时间0.5-1h，热解温度500-550℃，高温热解炉内氧含量控制在0％～5％。避免铜铝氧化、防控二恶英产生，同时避免有机气体燃爆风险。
进一步地，步骤(6)中，极粉剥离包括两种工艺：一种为干法剥离，通过气流剥离机，通过摩擦打散的方式将极粉剥离，然后通过气流分级将极粉与铜铝箔分开。极粉回收率96％-98％，品位96％-98％；另一种为湿法剥离，通过稀酸轻度腐蚀铜铝箔表面，达到剥离效果，然后通过筛分、压滤得到湿极粉，铜铝箔烘干后进入下一道工序。极粉回收率97％-99％，品位97％-99％。
进一步地，步骤(7)中，通过两次色选，将铜铝箔分离。铜铝分离率99％，产品纯度99％。
进一步地，步骤(8)中，高温焚烧温度保持850℃-1200℃，焚烧时间1-2s，将有机废气和二恶英等有害成分彻底氧化成CO2和H2O，有机物去除率99.99％。焚烧后的尾气通过喷淋大量水雾将温度急速冷却至200℃以下，防止二恶英的再次生成。冷却后的尾气通过水洗、碱洗净化尾气中的HF、SO2等酸性气体，使得HF等进入水相，然后用钙盐沉降，回收氟资源。
相对现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明实现废旧锂电池全组分回收，资源最大化，且各组分回收率高，产品纯度高。极粉回收率96％-98％，品位96％-98％；铜箔、铝箔回收率95％-98％，品位99％；外壳及柱头回收率95％-98％，品位95-98％。
2、本发明采用带电破碎工艺，解决锂电池放电周期长，水体污染严重等问题。同时破碎采用一次剪切破碎，破碎料粒度大，物料充分分散、无包裹，提高极粉回收率和品位。
3、本发明采用低温挥发和高温热解技术，彻底解决锂电池回收过程电解液燃爆问题。且各设备均设有收尘装置，确保生产过程无组织排放达标，实现生产过程安全环保。
4、本发明采用高温热解技术，彻底裂解极片上的粘黏剂，使得极粉更容易剥离，提高极粉回收率。
5、本发明采用干法或湿法剥离技术，在剥离时均不打碎铜铝箔，减少极粉中铜铝含量，解决行业中极粉品位低的问题，同时解决铝粉爆炸的安全隐患。
附图说明
图1为本发明的工艺流程框图。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。
实施例1
1)通过自动上料装置将报废磷酸铁锂电池运输至破碎机。
2)在使用腔体密封并充入氮气保护的剪切式破碎机中将带电的报废磷酸铁锂电池进行一次剪切破碎，破碎后物料粒度30mm。
3)破碎后的物料直接进入低温挥发炉挥发电解液，挥发在密封并充入氮气保护的转炉中进行，挥发时间1h，挥发温度120℃。
4)将低温挥发后的产物用振动筛先筛分出细粒物料，再用立式风选机两次风选出轻产物隔膜、正负极片，重产物外壳、桩头。
5)步骤4)分选出来的隔膜、外壳、柱头通过清洗装置清洗干净，然后烘干分类储存。清洗水定期压滤回收清洗水中的极粉。
6)步骤4)分选出来的正负极片通过给料装置输送到热解炉内，在密封并充入氮气保护的转炉中热解1h，热解温度500℃。将正负极片料中的粘黏剂、残留的电解液和隔膜裂解成CO2和H2O。
7)热解后的正负极片通过振动筛筛分出已脱落的极粉，然后通过干法剥离机摩擦剥离，在不打碎铜铝箔的情况下将极粉剥离下来，极粉剥离率98％，极粉中铜铝含量2.5％。
8)剥离极粉后的铜铝箔经过色选机进行分选，将铜铝分离，分离率99％，铜箔、铝箔品位99％。
9)步骤2)3)6)产生的挥发电解液、热解废气通过二次燃烧，将有机废气完全氧化，燃烧温度1200℃，废气在燃烧室内停留时间3s。燃烧后的尾气通过急冷，在2s内冷却至200℃以下，冷却后的尾气通过水洗、碱洗等净化工艺处理后达标排放。
整个过程的极粉回收率96％，铜箔、铝箔回收率96％，外壳及柱头回收率96％。
实施例2
使用实施例1中的上料、破碎、低温挥发、多组分分选、热解工序处理废旧磷酸铁锂电池单体，得到的正负极片采用湿法剥离，使用质量分数为0.5％的稀硫酸浸泡5分钟，然后通过振动筛筛分、高压水清洗，筛下浆料通过压滤机压滤，得到湿极粉，滤液返回重新使用。筛上物烘干后处理工艺与实施例1相同。
最终得到的极粉品位98％，回收率98％；铜箔、铝箔品位99％，回收率97％；外壳及柱头品位99％，回收率96％。
实施例3
采用实施例1中的工艺过程处理废旧三元锂离子电池单体，最终得到的极粉品位96％，回收率96％；铜箔、铝箔品位99％，回收率96％；外壳及柱头品位99％，回收率96％。
实施例4
采用实施例2中的工艺过程处理废旧三元锂离子电池单体，最终得到的极粉品位98％，回收率98％；铜箔、铝箔品位99％，回收率98％；外壳及柱头品位99％，回收率98％。
Claims (8)
1.一种废旧锂电池全组分回收再利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)废旧锂离子电池通过自动上料装置运输到破碎机；
(2)采用带电破碎工艺，在绝氧和密闭的环境下，将废旧锂离子电池剪切破碎，使电池的外壳、隔膜、正负极片充分分散，无包裹；
(3)破碎后的物料在绝氧和密闭的环境下低温挥发，将电解液挥发，解决电解液的燃爆风险；
(4)低温挥发后的物料通过风选工艺进行分离，分别得到隔膜、正负极片、柱头及外壳等，经过清洗后分类储存；
(5)分选出的正负极片在绝氧和密闭的环境下高温热解，将极片上的有机成分热解，便于剥离正负极片上的极粉；
(6)热解后的物料通过筛分预先分离已脱落极粉，然后剥离极片上的极粉，实现铜铝箔和正负极粉的分离；
(7)剥离极粉后的铜铝箔通过色选工艺进行分离，得到高纯度的铜箔和铝箔；
(8)带电破碎和低温挥发过程挥发的电解液气体、热解过程产生的热解尾气集中一起处理，通过高温焚烧、急冷、收尘、水洗、碱洗工艺处理后，达标排放。
2.根据权利要求1所述的废旧锂电池全组分回收再利用的方法，其特征在于：步骤(2)中，进行破碎时，破碎腔内的氧含量控制在0％～5％；破碎后的物料充分分散、不包裹，物料成片状，粒径15-40mm，物料温度≤45℃。
3.根据权利要求1所述的废旧锂电池全组分回收再利用的方法，其特征在于：步骤(3)中，通过通入惰性气体达到绝氧目标，惰性气体包括N2、CO2、氩气；低温挥发的温度为100-150℃，时间为0.5-1h，低温挥发炉内氧含量控制在0％～5％。
4.根据权利要求1所述的废旧锂电池全组分回收再利用的方法，其特征在于：步骤(4)中，通过一次风选将隔膜分选出来，然后再通过二次风选将正、负极片分选出来，剩下的重物料包括外壳、柱头；分选得到的隔膜、柱头及外壳分别进行清洗、烘干，然后分类储存。
5.根据权利要求1所述的废旧锂电池全组分回收再利用的方法，其特征在于：步骤(5)中，通过通入惰性气体达到绝氧目标，惰性气体包括N2、CO2、氩气；高温热解的温度为500-600℃，时间为间0.5-1h，高温热解炉内氧含量控制在0％～5％，避免铜铝氧化、防控二恶英产生，同时避免有机气体燃爆风险。
6.根据权利要求1所述的废旧锂电池全组分回收再利用的方法，其特征在于：步骤(6)中，极粉剥离包括两种工艺：一种为干法剥离，通过气流剥离机，通过摩擦打散的方式将极粉剥离，然后通过气流分级将极粉与铜铝箔分开；另一种为湿法剥离，通过稀酸轻度腐蚀铜铝箔表面，达到剥离效果，然后通过筛分、压滤得到湿极粉，铜铝箔烘干后进入下一道工序。
7.根据权利要求1所述的废旧锂电池全组分回收再利用的方法，其特征在于：步骤(7)中，通过两次色选，将铜铝箔分离。
8.根据权利要求1所述的废旧锂电池全组分回收再利用的方法，其特征在于：步骤(8)中，高温焚烧的温度保持850℃-1200℃，时间为1-2s，将有机废气和二恶英彻底氧化成CO2和H2O；焚烧后的尾气通过喷淋大量水雾将温度急速冷却至200℃以下，防止二恶英的再次生成；冷却后的尾气通过水洗、碱洗净化尾气中的酸性气体，使得HF进入水相，然后用钙盐沉降，回收氟资源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111444265.7A CN114151802A (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种废旧锂电池全组分回收再利用的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111444265.7A CN114151802A (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种废旧锂电池全组分回收再利用的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114151802A true CN114151802A (zh) | 2022-03-08 |
Family
ID=80454915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111444265.7A Withdrawn CN114151802A (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种废旧锂电池全组分回收再利用的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114151802A (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114639888A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-06-17 | 中南大学 | 一种从废旧锂离子电池中回收全组分材料的方法 |
| CN114976339A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-08-30 | 北京理工大学重庆创新中心 | 一种锂离子电池回收组合预处理成套工艺 |
| CN115084704A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-09-20 | 湖南五创循环科技有限公司 | 一种分离和回收废旧三元电池有价成分的方法 |
| CN115579542A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-01-06 | 广州裕隆环保科技有限公司 | 一种锂离子电池回收装置及其回收方法 |
| CN116531851A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-08-04 | 东莞市鹏锦机械科技有限公司 | 一种废旧锂电池电解液回收系统及工艺 |
| CN116765086A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-09-19 | 安徽海创循环科技有限公司 | 一种水泥窑协同处置废弃锂离子电池的系统和方法 |
| CN117352891A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-05 | 广州天赐高新材料股份有限公司 | 一种废旧锂离子电池破碎分选回收方法和系统 |
| CN118352685A (zh) * | 2024-06-17 | 2024-07-16 | 杭州危安宝科技有限公司 | 锂电池回收工艺及回收装置 |
| WO2025007593A1 (zh) * | 2023-07-06 | 2025-01-09 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种电池全流程破碎分选回收系统及方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015195129A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 三菱マテリアル株式会社 | 使用済みリチウムイオン電池の処理方法 |
| CN109193064A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-11 | 中南大学 | 一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法 |
| CN109473747A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-03-15 | 天能电池集团有限公司 | 一种废旧锂离子电池拆解回收方法 |
| CN110061320A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-26 | 金川集团股份有限公司 | 一种利用裂解法回收废旧动力锂电池中活性粉料的方法 |
| CN110534834A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-03 | 新中天环保股份有限公司 | 一种废旧锂离子电池中电解液的回收方法 |
| US20190386354A1 (en) * | 2017-01-24 | 2019-12-19 | Mitsubishi Materials Corporation | Method for recovering valuable material from used lithium-ion battery |
| CN111495925A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-07 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 一种废旧锂电池热解及脱氟氯的方法 |
-
2021
- 2021-11-30 CN CN202111444265.7A patent/CN114151802A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015195129A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 三菱マテリアル株式会社 | 使用済みリチウムイオン電池の処理方法 |
| US20190386354A1 (en) * | 2017-01-24 | 2019-12-19 | Mitsubishi Materials Corporation | Method for recovering valuable material from used lithium-ion battery |
| CN109473747A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-03-15 | 天能电池集团有限公司 | 一种废旧锂离子电池拆解回收方法 |
| CN109193064A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-11 | 中南大学 | 一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法 |
| CN110061320A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-26 | 金川集团股份有限公司 | 一种利用裂解法回收废旧动力锂电池中活性粉料的方法 |
| CN110534834A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-03 | 新中天环保股份有限公司 | 一种废旧锂离子电池中电解液的回收方法 |
| CN111495925A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-07 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 一种废旧锂电池热解及脱氟氯的方法 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114639888A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-06-17 | 中南大学 | 一种从废旧锂离子电池中回收全组分材料的方法 |
| CN114976339A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-08-30 | 北京理工大学重庆创新中心 | 一种锂离子电池回收组合预处理成套工艺 |
| CN115084704A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-09-20 | 湖南五创循环科技有限公司 | 一种分离和回收废旧三元电池有价成分的方法 |
| CN115084704B (zh) * | 2022-08-22 | 2022-12-27 | 湖南五创循环科技有限公司 | 一种分离和回收废旧三元电池有价成分的方法 |
| CN115579542A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-01-06 | 广州裕隆环保科技有限公司 | 一种锂离子电池回收装置及其回收方法 |
| CN116765086A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-09-19 | 安徽海创循环科技有限公司 | 一种水泥窑协同处置废弃锂离子电池的系统和方法 |
| CN116531851A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-08-04 | 东莞市鹏锦机械科技有限公司 | 一种废旧锂电池电解液回收系统及工艺 |
| CN116531851B (zh) * | 2023-07-06 | 2023-09-26 | 东莞市鹏锦机械科技有限公司 | 一种废旧锂电池电解液回收系统及工艺 |
| WO2025007593A1 (zh) * | 2023-07-06 | 2025-01-09 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种电池全流程破碎分选回收系统及方法 |
| CN117352891A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-05 | 广州天赐高新材料股份有限公司 | 一种废旧锂离子电池破碎分选回收方法和系统 |
| CN117352891B (zh) * | 2023-12-05 | 2024-03-12 | 广州天赐高新材料股份有限公司 | 一种废旧锂离子电池破碎分选回收方法和系统 |
| CN118352685A (zh) * | 2024-06-17 | 2024-07-16 | 杭州危安宝科技有限公司 | 锂电池回收工艺及回收装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114151802A (zh) | 一种废旧锂电池全组分回收再利用的方法 | |
| CN111495925B (zh) | 一种废旧锂电池热解及脱氟氯的方法 | |
| CN109193064B (zh) | 一种废旧动力锂电池有价成分分选回收的方法 | |
| WO2023070801A1 (zh) | 一种废旧锂离子电池有价组分的回收方法 | |
| CN110931909A (zh) | 一种废旧锂离子电池的回收方法 | |
| WO2021244111A1 (en) | Process for physically separating and recovering various components from spent lithium ion batteries | |
| CN110719963B (zh) | 锂离子电池废料的处理方法 | |
| CN111430832B (zh) | 一种废旧三元锂离子电池无需放电预处理的全资源回收方法 | |
| CN110071342A (zh) | 废旧锂离子电池回收方法及装置 | |
| CN114381603B (zh) | 一种水动力分选湿法剥离极粉的废旧锂电池有价金属组分全回收的方法 | |
| US20240030509A1 (en) | Method for safe pyrolysis and impurity removal of waste lithium battery and application | |
| CN110808430A (zh) | 锂离子电池正极材料的分离提纯方法及得到的锂离子电池正极材料 | |
| CN114243142A (zh) | 一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法 | |
| CN114006070A (zh) | 一种废旧锂电池高温热解及气动力剥离分选的方法 | |
| CN116323998A (zh) | 锂的回收方法及碳酸锂的制造方法 | |
| CN114024052A (zh) | 一种基于热处理的废旧锂电池无害化回收处理方法 | |
| CN111146523A (zh) | 一种废旧电池的拆解分类回收工艺方法 | |
| CN117996255A (zh) | 一种废旧锂电池直接回收进行热解处理方法 | |
| CN114171813A (zh) | 一种从废旧锂电池磁选分离正负极粉的方法 | |
| CN108565520A (zh) | 一种废旧动力锂电池的回收方法 | |
| CN113458114A (zh) | 一种废旧锂电池多级分选系统及方法 | |
| CN216698489U (zh) | 废旧三元动力电池处理系统 | |
| CN116765086A (zh) | 一种水泥窑协同处置废弃锂离子电池的系统和方法 | |
| CN113921926B (zh) | 废旧三元动力电池处理系统和方法 | |
| WO2025015558A1 (zh) | 一种通过高电压脉冲回收废旧锂电池正极材料的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220308 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |