CN114243142A - 一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法 - Google Patents
一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114243142A CN114243142A CN202111444264.2A CN202111444264A CN114243142A CN 114243142 A CN114243142 A CN 114243142A CN 202111444264 A CN202111444264 A CN 202111444264A CN 114243142 A CN114243142 A CN 114243142A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pile head
- shell
- copper
- waste lithium
- lithium batteries
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 31
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 29
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 24
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 10
- JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N alumane;copper Chemical compound [AlH3].[Cu] JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 8
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 7
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 5
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- -1 lithium hexafluorophosphate Chemical compound 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000010926 waste battery Substances 0.000 description 2
- 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 description 1
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NCZYUKGXRHBAHE-UHFFFAOYSA-K [Li+].P(=O)([O-])([O-])[O-].[Fe+2].[Li+] Chemical compound [Li+].P(=O)([O-])([O-])[O-].[Fe+2].[Li+] NCZYUKGXRHBAHE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开一种废旧锂电池中有价成分全回收的方法。经拆解后的单体电池，氮气气氛保护下进行带电破碎，破碎后在绝氧环境下进行高温热解。高温热解产生尾气、破碎过程挥发电解液、风选产生金属粉尘和湿法剥离产生酸雾被输送到环保处理系统，经二次高温燃烧等步骤处置达标后排放。热解后物料通过多组分筛分分选系统，分选出正负极片、导磁壳体和桩头、非磁壳体和桩头。分选出的正负极片再通过物料湿法剥离系统，将极粉与铜铝箔分离，并通过色选实现铜、铝分离。本发明极粉回收率在98％以上，极粉品位高，同时回收铜、铝箔集流体，分类回收不同材质的金属壳体和桩头，回收率高，增加了回收过程产值，回收过程环保。
Description
技术领域
本发明属于废旧锂电池的循环回收利用，具体涉及一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法。
背景技术
据统计，在2020年全球动力电池装机TOP10企业中，中国电池企业占据6 席。中国已拥有全球规模第一的新能源汽车及动力电池产业链，动力电池装机量近年来不断攀升，巨大需求下对上游用原材料需求增加明显，受资源匮乏影响，我国主要依赖从国外进口矿石资源及其加工后的高端产品来满足国内生产供应，据统计，镍、钴、锰、锂的原矿进口依存度分别超过70％、80％、60％、 70％。对废旧锂电池资源循环回收利用已成为缓解动力电池生产原材料供应的重要来源方式。
废旧锂离子电池回收利用过程，既要促进资源综合利用和循环经济发展，也要有助于减少环境污染。
废旧锂电池中包括许多有价成份，如三元正极材料中，有镍、钴、锰和锂等金属元素，磷酸铁锂正极材料中有锂和磷酸铁，负极材料中有锂、石墨，以及正负极的集流体铜、铝箔，电池金属壳体和桩头材料等。废旧锂电池的回收利用就应该做到全组份回收，特别是正负极粉的回收，要做到高回收率和高品位，有利于后续湿法冶金过程的处置，同时要回收所有的金属材料，如铜箔、铝箔、金属壳体和桩头，如进一步做到金属分类，能大幅度提高回收材料的价值。其次回收过程要注意锂电池中还含多种对环境有害成份，如电解液中的各类有机溶剂，六氟磷酸锂电解质等。如回收过程处置不当会对环境造成相当大的伤害。回收过程心须对上述有害元素做有效处置，处理达标后才能排放，防止污染环境。
中国发明CN 107946686 A公开了一种废旧锂离子电池回收方法，通过拆解、干燥、粉碎、分筛、色选等步骤，最终可从废旧锂离子电池中回收得到：电池壳体、电极粉料、隔膜碎片、电解液、铜金属颗粒和铝金属颗粒，实现全组分的回收。但该发明中并没有涉及到电解液溶质六氟磷酸锂的回收处理，低温挥发不能除去电解质，有害的六氟磷酸锂进入后续各工序，严重污染环境。其次对内芯粉碎会导致极粉中金属含量较高，物料粉碎过细影响色选的精度，最后要人工拆卸分离电池壳体和内芯，步骤繁琐，不利于工业化生产。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法，通过一次性破碎、多组分筛分分选、湿法剥离和色选系统，全组分回收了废旧锂电池中的正负极粉、铜箔、铝箔和壳体及桩头，壳体和桩头金属的回收做到了按材质分类，并对电池中的电解液和电解质等有害成份进行环保处置，实现了有价成分全回收、无害化处置目的，满足了资源综合利用和循环经济的可持续发展要求。
本发明采用如下的技术方案实现：
一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法，包括如下步骤：
(1)将拆解的带电废旧锂电池，预先拆除单体外包裹的塑料件，在氮气气氛保护下，通过破碎系统，采用剪切方式一次性破碎，控制破碎物料粒度在 30～40mm，18650小型圆柱电池破碎物料粒度10～15mm；
(2)将破碎后物料通过密闭输送系统送入高温热解系统，在高温热解炉内呈翻滚模式向前运动，充分均匀加热，达到热解要求，为后续湿法剥离系统做好准备；
(3)高温热解产生废气、破碎过程挥发电解液、分选过程金属粉尘和湿法剥离产生酸雾被引风机输送到环保处理系统，先通过旋风除尘器回收极粉，再进行二次高温燃烧，并经后处理达到排放标准，确保整个回收过程环保性；
(4)热解后物料通过多组分筛分分选系统，首先筛分分选出已脱落少量极粉，筛下物通过风选，将正负极片与壳体、桩头分离；壳体和桩头类再经磁选分选，将导磁壳体和桩头与非磁壳体和桩头分离；后者再通过涡电分选将不同材质金属分离、归类，充分提高了各种回收金属价值；
(5)分选出的正负极片通过极粉湿法剥离系统，用稀酸浸泡短时间后，浆料通过振动网带筛筛分，筛上物为铜铝箔混合物，筛下物为含极粉浆料，过滤浆料得到极粉，滤液返回湿法剥离系统；
(6)湿法剥离系统得到的铜铝箔混合物通过铜铝回收系统，先干燥、制粒，得到合适粒径物料，再经色选机，依据铜、铝颗粒表面颜色差异，得到高回收率的铜粒、铝粒。
进一步地，所述废旧锂电池，包括且不限于方形电池、软包电池或圆柱锂电池；所述锂电池的正极材料为三元锂、磷酸铁锂或钴酸锂。
进一步地，所述带电废旧锂电池，预先拆除单体外包裹的塑料件，可避免塑料件中可能含有的卤素元素进入热解系统，在高温热解时导致二恶英生成。
进一步地，所述剪切式一次性破碎在带电条件下进行，不产生过多金属细粉，破碎物料呈30～40mm大片规则状，18650圆柱电池破碎物料为10～15mm 小片状。
进一步地，步骤(2)中，所述高温热解炉为绝氧环境，温度为400～600 ℃，优选500～600℃，最优为550℃，所述温度下，碎料中电解液、电解质和粘接剂全部都分解；一方面电解液高温分解生成的二氧化碳、与粘接剂分解生成的碳和负极石墨，共同作为还原剂对正极材料产生还原作用，使正极活性材料结构部分崩塌，降低了正极活性材料与集流体铝箔的粘接强度；而三者分解产生的尾气送入安全环保系统做进一步处置，达标后排放。
进一步地，步骤(3)中，所述环保处理系统，高温热解产生废气、破碎过程挥发电解液、分选过程金属粉尘和湿法剥离产生酸雾首先通过旋风除尘器回收极粉。所述二次高温燃烧的温度为1000～1200℃，所述后处理包括急冷、除尘、三级水洗和碱洗，排放标准达到《危险废物焚烧污染控制标准》 GB-18484-2001指标要求。
进一步地，步骤(4)中，所述多组分筛分分选系统，能够实现有价金属最大程度的回收，提高环保效益和经济效益。具体过程是：首先筛分分选收集已脱落的极粉(脱落的只是少量)，筛下物通过风选，将正负极片与壳体、桩头分离，正负极片进入下工序的湿法剥离系统。而壳体和桩头则用水洗喷淋所粘附的极粉，最大程度回收极粉，然后将壳体和桩头通过磁选工序，分选出导磁不锈钢材料，而非磁壳体和桩头再经涡电分选，分类回收不同材质的金属如铜、铝，充分提高了回收金属的价值。
进一步地，步骤(5)中，稀酸与正负极片的液固比为30～5:1，稀酸的质量分数为0.5～3％，浸泡温度为10～30℃，浸泡时间为0.5～10分钟，所述稀酸为稀硫酸或稀盐酸。
进一步地，步骤(6)中，制粒的粒度控制在1～3mm。
进一步地，所述湿法剥离系统，是将正负极片表面的极粉进行剥离的过程。高温热解过程已促使正极片活性材料结构部分崩塌，而正负极片中粘接剂高温分解后，进一步降低了活性材料与集流体的粘接强度，但仍有大量极粉尚未剥离集流体，特别是正极铝箔表面仍保留大量活性材料，通过低浓度稀酸短时间浸泡正负极片，轻度腐蚀集流体，可实现极粉与铜、铝箔高度分离，再经过振动网带筛筛分，最终实现极粉与铜、铝箔的完全分离。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的废旧电池物料采用剪切方式一次性破碎，不产生过多细金属粉尘，保证回收极粉中金属杂质极低，提高了回收极粉价值，降低了后续湿法冶金过程成本。
(2)本发明的废旧电池物料通过回转窑式热解炉，在热解高温下呈翻滚式均匀受热向前运动，促使锂电池中电解液、电解质和粘接剂充分分解，大幅度降解了活性材料与集流体的粘接强度，提高了后续剥离效率。
(3)本发明的安全环保系统，将高温热解产生废气、破碎过程挥发电解液、分选过程金属粉尘和湿法剥离产生酸雾，全部进行了深度处置，净化后达标排放，提高了回收过程的环保性。
(4)本发明的多组分筛分分选系统，通过筛分、风选、磁选和涡电分选的组合，将锂电池中的有价组分全部分离，最后实现有价成分的回收，最大程度地提高了回收材料的价值。
(5)本发明的极粉、铜铝箔回收率都在98％以上，所回收壳体和桩头金属按材质分类回收，回收产值提高30％以上，本发明适用于各种规格废旧三元锂电池和磷酸铁锂锂电池，回收过程环保，适应大规模工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例的工艺流程框图。
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。
下面结合附图1对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
实施例1
在氮气气氛下，将废旧方形钢壳三元锂电池通入破碎系统，采用剪切式一次性破碎，再将破碎物料加入热解系统，采用回转窑式热解炉，于550℃高温绝氧环境下热解1小时，热解后物料送入多组分筛分分选系统，首先筛分分选择得到已脱落的少量极粉，再将包括正负极片、壳体和桩头的筛上物通过风选，分选得到正负极片，极片混合物通过极粉湿法剥离系统，加入质量分数为0.5％的稀硫酸浸泡5分钟，液固质量比为20:1，经振动网带筛筛分，过滤浆料得到湿极粉，滤液返回湿法剥离系统；多组分筛分分选系统的风选工序得到重质壳体和桩头，经水洗喷淋尽可能回收所粘附的极粉，再经磁选工序，分选出导磁不锈钢壳体，而非磁桩头经过涡电分选，分类得到铜桩头、非磁不锈钢桩头。
极粉回收率98.5％，其中杂质铝0.20％，铜杂质0.2％，铁0.1％。
铜箔回收率98.5％，铝箔回收率98.5％。
实施例2
在氮气气氛下，将废旧方形铝壳三元锂电池通入破碎系统，采用剪切式一次性破碎，再将破碎物料加入热解系统，采用回转窑式热解炉，于550℃高温绝氧环境下热解1小时，热解后物料送入多组分筛分分选系统，首先筛分分选择得到已脱落的少量极粉，再将包括正负极片、壳体和桩头的筛上物通过风选，分选得到正负极片，极片混合物通过极粉湿法剥离系统，加入质量分数为0.1％的稀盐酸浸泡3分钟，液固质量比为20:1，经振动网带筛筛分，过滤浆料得到湿极粉，滤液返回湿法剥离系统；多组分筛分分选系统的风选工序得到的重质壳体和桩头，经水洗喷淋尽可能回收所粘附的极粉，再经磁选工序，分选出导磁不锈钢桩头，而非磁铝壳体和桩头再经过涡电分选，分类得到铝壳、铜桩头。
极粉回收率98.5％，其中杂质铝0.30％，铜杂质0.2％。
铜箔回收率98.5％，铝箔回收率98.5％，铝壳回收率99.0％。
实施例3
在氮气气氛下，将废旧软包三元锂电池通入破碎系统，采用剪切式一次性破碎，再将破碎物料加入热解系统，采用回转窑式热解炉，于550℃高温绝氧环境下热解1小时，热解后物料送入多组分筛分分选系统，首先筛分分选择得到已脱落的少量极粉，再将包括正负极片、壳体和桩头的筛上物通过风选，分选得到正负极片，极片混合物通过极粉湿法剥离系统，加入质量分数为0.1％的稀硫酸浸泡3分钟，液固质量比为20:1，经振动网带筛筛分，过滤浆料得到湿极粉，滤液返回湿法剥离系统；多组分筛分分选系统的风选工序得到铝塑膜热解后的铝皮、镍带和铜带，经水洗喷淋尽可能回收所粘附的极粉，再经磁选工序，分选出导磁的镍带，而非磁材料再经过涡电分选，分类得到铝带、铜带。
极粉回收率98.5％，其中杂质铝0.30％，铜杂质0.2％。
铜箔回收率98.5％，铝箔回收率98.8％，铝皮回收率99.0％。
Claims (7)
1.一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将拆解的废旧锂电池，预先拆除单体外包裹的塑料件，在氮气气氛保护下，通过破碎系统，采用剪切式一次性破碎，得到大片状规则物料；
(2)将破碎后物料通过密闭输送系统送入高温热解系统，在高温热解炉内呈翻滚模式向前运动，充分均匀加热，达到热解要求；
(3)高温热解过程产生尾气、破碎过程挥发电解液、分选过程产生金属粉尘和湿法剥离产生酸雾被引风机输送到环保处理系统，经二次高温燃烧和后处理，使尾气达标后排放；
(4)热解后物料通过多组分筛分分选系统，首先筛分分选出已脱落少量极粉，筛下物通过风选，将正负极片与壳体、桩头分离；壳体和桩头再通过磁选分选，将导磁壳体和桩头与非磁壳体和桩头分离；后者再通过涡电分选将不同材质金属分离、归类；
(5)分选出的正负极片通过极粉湿法剥离系统，用稀酸浸泡短时间后，浆料通过振动网带筛筛分，筛上物为铜铝箔混合物，筛下物为含极粉浆料，过滤浆料得到极粉，滤液返回湿法剥离系统；
(6)湿法剥离系统得到的铜铝箔混合物通过铜铝回收系统，先干燥、制粒，得到合适粒径物料，再经高精度色选机，依据铜、铝颗粒表面颜色差异，得到高回收率的铜粒、铝粒。
2.根据权利要求1所述的废旧锂电池中有价成份全回收的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述大片状规则碎料为破碎物料粒度控制在30～40mm，18650小型圆柱电池破碎物料粒度10～15mm。
3.根据权利要求1所述的废旧锂电池中有价成份全回收的方法，其特征在于，所述锂电池包括方形电池、圆柱电池或软包电池，所述锂电池的正极材料为三元锂，磷酸铁锂或钴酸锂。
4.根据权利要求1所述的废旧锂电池中有价成份全回收的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高温热解的温度为400～600℃，热解过程是翻滚式向前运动，物料充分均匀受热；所述热解炉采用电阻丝加热或电磁加热，所述热解炉的炉腔为回转窑式工作方式。
5.根据权利要求1所述的废旧锂电池中有价成份全回收的方法，其特征在于，步骤(3)中，二次高温燃烧的温度为1000～1200℃，后处理包括急冷、除尘、三级水洗和碱洗。
6.根据权利要求1所述的废旧锂电池中有价成份全回收的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述多组份筛分分选系统，包括筛分、风选、磁选和涡电分选；先采用筛分分离，筛下物为破碎产生的极粉；筛上物料再经风选分离，得到重质的壳体和桩头，轻质的正负极片混合物；壳体和桩头再经磁选得到导磁壳体和桩头、非磁壳体和桩头；非磁壳体和桩头再经涡电分选，实现不同材质的各类金属和非磁不锈钢的分离、归类。
7.根据权利要求1所述的废旧锂电池中有价成份全回收的方法，其特征在于，步骤(5)中，稀酸与正负极片的液固比为30～5:1，稀酸的质量分数为0.5～3％，浸泡温度为10～30℃，浸泡时间为0.5～10分钟，所述稀酸为稀硫酸或稀盐酸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111444264.2A CN114243142A (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111444264.2A CN114243142A (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114243142A true CN114243142A (zh) | 2022-03-25 |
Family
ID=80752206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111444264.2A Pending CN114243142A (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114243142A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115084703A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-09-20 | 深圳市杰成镍钴新能源科技有限公司 | 一种退役动力电池回收处理方法、设备及系统 |
| CN116885327A (zh) * | 2023-08-17 | 2023-10-13 | 欧赛新能源科技股份有限公司 | 锂离子电池正极材料的回收工艺 |
| CN117613445A (zh) * | 2024-01-24 | 2024-02-27 | 湖南顶立科技股份有限公司 | 一种废旧锂离子电池余能利用及回收的方法 |
| CN117684008A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-03-12 | 深圳汇能储能材料工程研究中心有限公司 | 一种回收锂电池的方法 |
| CN117721313A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-03-19 | 深圳汇能储能材料工程研究中心有限公司 | 一种使用氯化法提取回收锂电池中的金属元素的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107946686A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-04-20 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种废旧锂离子电池回收方法 |
| 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 |
| CN113410535A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-09-17 | 湖南江冶机电科技股份有限公司 | 废锂电池极粉湿法剥离装备 |
| CN114381603A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-22 | 湖南江冶机电科技股份有限公司 | 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 |
-
2021
- 2021-11-30 CN CN202111444264.2A patent/CN114243142A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107946686A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-04-20 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种废旧锂离子电池回收方法 |
| 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 |
| CN113410535A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-09-17 | 湖南江冶机电科技股份有限公司 | 废锂电池极粉湿法剥离装备 |
| CN114381603A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-22 | 湖南江冶机电科技股份有限公司 | 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 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115084703A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-09-20 | 深圳市杰成镍钴新能源科技有限公司 | 一种退役动力电池回收处理方法、设备及系统 |
| CN115084703B (zh) * | 2022-08-18 | 2022-12-06 | 深圳市杰成镍钴新能源科技有限公司 | 一种退役动力电池回收处理方法、设备及系统 |
| CN116885327A (zh) * | 2023-08-17 | 2023-10-13 | 欧赛新能源科技股份有限公司 | 锂离子电池正极材料的回收工艺 |
| CN117684008A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-03-12 | 深圳汇能储能材料工程研究中心有限公司 | 一种回收锂电池的方法 |
| CN117721313A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-03-19 | 深圳汇能储能材料工程研究中心有限公司 | 一种使用氯化法提取回收锂电池中的金属元素的方法 |
| CN117613445A (zh) * | 2024-01-24 | 2024-02-27 | 湖南顶立科技股份有限公司 | 一种废旧锂离子电池余能利用及回收的方法 |
| CN117613445B (zh) * | 2024-01-24 | 2024-05-14 | 湖南顶立科技股份有限公司 | 一种废旧锂离子电池余能利用及回收的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114243142A (zh) | 一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法 | |
| CN108927401B (zh) | 一种锂电池无氧裂解后破碎回收工艺 | |
| CN105428745B (zh) | 一种废旧锂离子动力电池无害化综合回收利用方法 | |
| CN110534834A (zh) | 一种废旧锂离子电池中电解液的回收方法 | |
| CN112756104B (zh) | 一种废旧锂电池的湿法分选工艺及其应用 | |
| 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 | |
| CN113976595B (zh) | 一种软包锂离子电池回收处理系统及工艺 | |
| CN110931909A (zh) | 一种废旧锂离子电池的回收方法 | |
| CN110611137B (zh) | 一种废旧动力锂电池干法回收方法 | |
| CN109473747A (zh) | 一种废旧锂离子电池拆解回收方法 | |
| 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 | |
| CN112510281B (zh) | 一种废旧锂离子电池全组分回收方法 | |
| CN107069078B (zh) | 一种锂离子电池极片材料的回收方法 | |
| CN112275765B (zh) | 一种处理废旧锂电池隔膜纸的方法 | |
| CN111282956A (zh) | 一种高效环保废旧锂离子电池回收处理工艺 | |
| CN114147043A (zh) | 一种废旧锂电池再生利用正负极粉的分选方法 | |
| CN102723537A (zh) | 一种从废旧锂电池正极料物理分离钴酸锂的清洁生产方法 | |
| CN110034350B (zh) | 低氧裂解综合回收废旧锂电池的方法 | |
| CN113999976A (zh) | 一种废旧锂离子电池有价组分的回收方法 | |
| CN111180821B (zh) | 一种废旧锂离子电池无害化回收分选方法 | |
| WO2022147937A1 (zh) | 一种处理废旧锂电池铜铝料的方法和应用 | |
| CN113067028A (zh) | 一种磷酸铁锂退役锂离子电池回收再利用方法 | |
| CN114171813B (zh) | 一种从废旧锂电池磁选分离正负极粉的方法 | |
| CN114006071A (zh) | 一种废旧锂电池的正极片极粉剥离回收的方法 | |
| CN102332623B (zh) | 锂离子电池正极材料回收方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220325 |