CN115621593A - 电池包拆解方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池包拆解方法及设备。上述的电池包拆解方法包括：将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理，使待拆解电池包降低至第一预定温度；对降温后的待拆解电池包进行施压作用，使待拆解电池包的电池单体破裂；将待拆解电池包置于液氮中进行静置第二预定时间，使待拆解电池包的电池单体的内部温度降低至第二预定温度；将已开裂的电池单体从液氮中捞出，得到待处理物；将待处理物转移至加热装置内静置第三预定时间，使待处理物发生热失控反应并释放热量；将热失控反应后的残渣进行破碎处理；将破碎后的残渣进行焙烧处理。由于先将待拆解电池包进行急冻降温处理，使电池包的整个拆解过程的安全性较高。

Description

电池包拆解方法及设备

技术领域

本发明涉及动力电池回收的技术领域，特别是涉及一种电池包拆解方法及设备。

背景技术

动力电池包按单体组成方式可分为两类：第一类，将若干单体组成一个模组，再将若干个模组组成一个电池包，属于旧型电池包；第二类，直接将若干单体组成一个电池包(Cell to Pack，无模组动力电池包，简称CTP)，省去了组装模组的中间环节，这种电池包单位体积的能量密度较大，同时也降低了制造成本，是目前正在批量兴起的新型电池包。

动力电池包中的废旧锂离子电池单体的钴、锂、铜及塑料均是宝贵资源，具有极高的回收价值。因此，对废旧电池单体进行科学有效处置，不仅具有显著的环境效益，还具有良好的经济效益。

传统的电池包拆解方法主要针对外壳完整的退役动力电池包进行拆解，以便将动力电池包拆卸为单体进行下一步回收。然而，由于动力电池包在使用过程中经常出现外壳体变形的情况，难以采用传统的电池包拆解方法进行拆解，尤其是事故动力电池包或电池模组，其外壳变形严重，还可能存在漏电，内部电池单体破损的情况，也就是说，采用传统的电池包拆解方法易造成热失控，导致电池包在拆解过程中存在安全隐患较大的问题。

发明内容

本发明的目的是克服电池包在拆解过程中存在安全隐患较小的问题，提供一种电池包拆解方法及设备。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电池包拆解方法，包括：

将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理，使所述待拆解电池包降低至第一预定温度；

对降温后的所述待拆解电池包进行施压作用，使所述待拆解电池包的电池单体破裂；

将所述待拆解电池包置于液氮中进行静置第二预定时间，使所述待拆解电池包的电池单体的内部温度降低至第二预定温度；

将已开裂的电池单体从液氮中捞出，得到待处理物；

将所述待处理物转移至加热装置内静置第三预定时间，使所述待处理物发生热失控反应并释放热量；

将热失控反应后的残渣进行破碎处理；

将破碎后的残渣进行焙烧处理。

在其中一些实施例中，将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理的步骤具体为：采用液氮将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理。

在其中一些实施例中，所述第一预定时间为10min～12min。

在其中一些实施例中，所述第一预定温度为-104℃～-100℃。

在其中一些实施例中，对降温后的所述待拆解电池包进行施压作用的步骤具体为：

采用液压机挤压所述待拆解电池包；或，

采用拆解机夹碎所述待拆解电池包。

在其中一些实施例中，所述第二预定时间为9min～11min。

在其中一些实施例中，所述第二预定温度为-90℃～-80℃。

在其中一些实施例中，所述热失控反应的时间为20min～40min；及/或，所述热失控反应的温度为200℃～260℃。

在其中一些实施例中，待处理物转移至加热装置内静置第三预定时间的步骤包括：

使所述加热装置的内腔温度加热至第三预定温度，同时对所述加热装置的内腔温度进行实时监测；

将所述待处理物转移至所述加热装置内静置所述第三预定时间；

当所述加热装置的温度达到260℃时，向所述加热装置内注入冷氮气进行降温。

一种电池包拆解设备，采用上述任一实施例所述的电池包拆解方法对所述待拆解电池包进行拆解。

与现有技术相比，本发明包括但不仅限于以下优点：

1、上述的电池包拆解方法，由于先将待拆解电池包进行急冻降温处理，再对降温后的待拆解电池包进行施压作用，使待拆解电池包的电池单体破裂；再使待拆解电池包内部进行降温，并将已开裂的电池单体从液氮中捞出得到待处理物之后，将待处理物转移至加热装置内发生热失控反应并释放热量，使电池包的整个拆解过程的安全性较高；

2、将待拆解电池包进行急冻降温处理，除可保证拆解过程安全性以外，待拆解电池包内部的粘胶和防震橡胶脆化，不仅可实现快速破坏内部单体结构的目的，且电池单体与粘胶及防震橡胶更易分离，实现事故电池包快速拆解的目的；

3、将低温的待处理物在加热装置内进行快速回温，使得废旧锂电池因内部过热发生热失控反应，释放大量热量，促进待处理物中的电解液挥发脱离；

4、由于热失控反应过程中电解液与正极的反应会产生气体，在热失控反应结束后，使热失控反应后的残渣具有疏松结构，残渣在后续破碎处理过程中的破碎难度较低；在热失控反应过程中，可促进部分正极材料的剥离，提高了正极材料的回收率；

5、相比于传统的电池包拆解方法，本申请利用电池热失控反应，使得电池内部产生大量热量，无需加热即可使得电池内部的电解液得到快速挥发或分解，降低过程能耗；同时物料内残留的液氮挥发至加热装置内腔中，可形成惰性气氛，同时控制内腔温度，降低热失控可能产生的爆炸风险，使得“热失控”处于可控状态；

6、在传统的电池包拆解工艺中，由于破碎物料中电解液的存在，使得物料极易粘黏在输送皮带和破碎辊轮上，难以清理，同时还会影响物料破碎效率，导致皮带上残留物料，在皮带返回时容易由皮带下方带回物料；相比于传统的电池包拆解方法，本申请的电池包拆解方法，由于电解液已在破碎前去除，破碎物料中几乎无电解液的残留，使破碎后的物料不易粘黏在设备上，便于设备维护清理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为一实施例的电池包拆解方法的流程示意图；

图2为一实施例的电池包拆解设备的示意图；

图3为图1所示电池包拆解方法的步骤S109的电池包的反应时间与温度之间的变化曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一实施例的电池包拆解方法用于对待拆解电池包进行拆解，以实现电池包的电池单体的正极材料的回收。进一步地，电池包拆解方法包括以下步骤的部分或全部：

S101，将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理，使所述待拆解电池包降低至第一预定温度。

在本实施例中，将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理，使所述待拆解电池包降低至第一预定温度，即将待拆解电池包在第一预定时间内降低至第一预定温度，使待拆解电池包在短时间内快速降温至第一预定温度。进一步地，将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理的步骤具体为：通过急冻设备将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理。可以理解，急冻设备可以为液氮储存箱或其他急冻设备。

S103，对降温后的所述待拆解电池包进行施压作用，使所述待拆解电池包的电池单体破裂。

在本实施例中，对降温后的所述待拆解电池包进行施压作用，使所述待拆解电池包的电池单体破裂，如此使待拆解电池包的电池单体在受压作用下自动破裂裂开。在其中一些实施例中，对降温后的所述待拆解电池包进行施压作用的步骤具体为：采用液压机挤压所述待拆解电池包，使待拆解电池包的电池单体受挤压裂开形成裂缝，以便后续液氮能够通过裂缝渗入待拆解电池包的电池单体内。可以理解，在其他实施例中，不仅限于采用液压机挤压所述待拆解电池包。例如，采用拆解机夹碎所述待拆解电池包。

S105，将所述待拆解电池包置于液氮中进行静置第二预定时间，使所述待拆解电池包的电池单体的内部温度降低至第二预定温度。

在本实施例中，将所述待拆解电池包置于液氮中进行静置第二预定时间，使所述待拆解电池包的电池单体内部温度降低至第二预定温度。液氮从待拆解电池包的裂缝进入，使液氮对待拆解电池包的电池单体的内部的温度快速进行降温至第二预定温度。

S107，将已开裂的电池单体从液氮中捞出，得到待处理物。

在本实施例中，将已开裂的电池单体从液氮中捞出，得到待处理物。可以理解，电池单体在液氮中静置即浸泡第二预定时间之后，电池单体的壳体与其他结构处于可分离状态，方便从液氮中捞出。

S109，将所述待处理物转移至加热装置内静置第三预定时间，使所述待处理物发生热失控反应并释放热量。

在本实施例中，将所述待处理物转移至加热装置内静置第三预定时间，使所述待处理物发生热失控反应并释放热量，即将待处理物转移至加热装置内进行加热，使所述待处理物发生热失控反应并释放热量。在本实施例中，加热装置的加热温度较高，即进行高温加热，使待处理物发生热失控反应并释放热量。本申请通过利用电池热失控反应，使得电池内部产生大量热量，无需加热即可使得电池单体内部的电解液可快速挥发或分解，降低过程能耗；同时物料内残留的液氮挥发至加热装置的内腔中，可形成惰性气氛，同时控制内腔温度，降低热失控可能产生的爆炸风险，使得“热失控”处于可控状态，热失控使电池单体的正极材料的破碎，有利于后续烘焙之后对正极材料的回收，提高了正极材料的回收率。

如图3所示，进一步地，加热装置的内腔的恒定温度为150℃～200℃，使加热装置的加热温度较高。从图3所示可知，当电池包钢转移至加热装置的内腔中时，反应时间为0，随着反应时间的增加，电池包的温度先低于150℃，后逐渐高于150℃。更进一步地，在将所述待处理物转移至加热装置内静置第三预定时间的步骤S109之前，电池包的拆解方法还包括：使加热装置进行预加热至恒定温度，以便对待处理物进行加热处理。

S111，将热失控反应后的残渣进行破碎处理。

在本实施例中，将热失控反应后的残渣进行破碎处理，使残渣较均匀，以便后续进行焙烧处理。在将热失控反应后的残渣进行破碎处理的步骤之前，先进行热失控反应，使反应得到的残渣具有疏松结构，容易破碎，而且热失控可促进部分正极材料的剥离，提高了正极材料的回收率；除了提高正极材料的回收率的作用之外，在破碎之前先进行热失控反应，使电池单体内的电解液基本挥发完毕，这样在破碎之后得到的残渣即破碎物料中的电解液有效地得到清楚。

S113，将破碎后的残渣进行焙烧处理。

上述的电池包拆解方法，首先将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理，使待拆解电池包降低至第一预定温度；然后对降温后的待拆解电池包进行施压作用，使待拆解电池包的电池单体破裂；然后将待拆解电池包置于液氮中进行静置第二预定时间，使待拆解电池包内部温度降低至第二预定温度，由于待拆解电池包的电池单体破裂，液氮通过破裂的裂缝渗入，又由于将待拆解电池包置于液氮中进行静置第二预定时间，使待拆解电池包内部温度降低至第二预定温度；然后将已开裂的电池单体从液氮中捞出，即在低温条件下，电池单体与其他结构处于可分离状态，方便分离捞出，得到待处理物；然后将待处理物转移至加热装置内静置第三预定时间，使待处理物发生热失控反应并释放热量，即使待处理物在第三预定时间内快速被加热升温并产生热失控反应并释放热量；然后将热失控反应后的残渣进行破碎处理；然后将破碎后的残渣进行焙烧处理，实现正极材料的回收，同时使电池包的整个拆解过程的安全性较高。将待拆解电池包进行快速降低至第一预定温度，即对待拆解电池包进行急冻作用下，除可保证拆解过程安全性以外，待拆解电池包内部的粘胶和防震橡胶脆化，不仅可实现快速破坏内部单体结构的目的，且电池单体与粘胶及防震橡胶更易分离，解决了事故电池包无法快速拆解的目的。

进一步地，电池单体的正极材料为LCO(Lithium Cobaltate，钴酸锂)，由于热失控过程中LCO材料的分解反应导致LCO颗粒的破碎，从而产生更小的颗粒，通过电池包拆解方法的热失效步骤中可以使LCO电池具有更好的破碎效果，提高了正极材料的回收率。

在其中一些实施例中，将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理的步骤具体为：采用液氮将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理，使待拆解电池包能够快速有效地得到降温。

在其中一些实施例中，第一预定时间为10min～12min，使待拆解电池包在较短时间内进行急冻降温处理至-100℃，有利于后续进行施压操作达到电池单体破裂的效果。在其中一些实施例中，第一预定温度为-104℃～-100℃，以便更好地对待拆解电池包进行急冻降温处理，也有利于对待拆解电池包内的粘胶及防震橡胶脆化，实现快速破坏内部电池单体的结构的目的，使电池单体与粘胶或防震橡胶更容易分离，解决了待拆解电池包的拆解难度较高的问题。

在其中一些实施例中，第二预定时间为9min～11min，使液氮可靠地从待拆解电池包的裂缝进入，同时使液氮对待拆解电池包的电池单体的内部的温度有效地降温至第二预定温度。在本实施例中，第二预定时间为10min。

在其中一些实施例中，第二预定温度为-90℃～-80℃，使第二预定温度较合适，同时使待处理物后续转移到加热装置加热之后有效地实现热失控反应并释放热量。

如图3所示，在其中一些实施例中，热失控反应的时间为20min～40min；及/或，热失控反应的温度为200℃～260℃，使待处理物在加热装置内有效地进行热失控反应并释放热量。

在其中一些实施例中，将待处理物转移至加热装置内静置第三预定时间的步骤包括：首先，使加热装置的内腔温度加热至第三预定温度，同时对加热装置的内腔温度进行实时监测，使加热装置先预热至第三预定温度并实时监测；其次，将待处理物转移至加热装置内静置第三预定时间；当加热装置的温度达到260℃时，向加热装置内的注入冷氮气进行降温，使加热装置内的温度保持恒定在260℃以下，避免了加热装置内的温度过高的问题。

进一步地，当加热装置的温度达到260℃时，向加热装置内的注入冷氮气进行降温的步骤具体为：当加热装置的温度达到260℃时，通过急冻设备的冷冻腔向加热装置内注入冷氮气进行降温，使加热装置的温度得到有效控制，同时提高了电池包拆解方法的方便性。更进一步地，向加热装置内注入冷氮气的温度为-10℃～0℃，以使热失控的温度可控。

进一步地，将破碎后的残渣进行焙烧处理的温度为750℃～900℃，且焙烧处理的时间为1h～2h。

更进一步地，将破碎后的残渣进行焙烧处理的步骤之后，电池包拆解方法还包括：将焙烧处理后的残渣进行打散并筛分操作，以提高正极材料的回收率。在本实施例中，将焙烧处理后的残渣先通过打散机进行打散操作，再通过圆振筛进行筛分操作。

进一步地，待拆解电池包可以为外壳变形无法正常拆解的事故电池包或电池模组，也可以为正常退役的事故电池包、电池模组或电池单体中的至少一种。

在其中一些实施例中，电池包拆解方法包括：急冻操作，即将待拆解物在至多12min内降低至-100℃；施压操作，即利用液压机挤压电池包或利用拆解机夹碎电池包，直至内部单体外壳破裂至液氮可渗入的程度；静置操作；即静置10min，使得拆解物内部温度降低至-80～-90℃；分离操作，即此时电池包处于电池单体与其他结构可分离的状态，将外壳已开裂的电池单体自液氮中捞出，得到待处理物；回温操作，即加热装置预热至内腔温度恒定为150℃～200℃后，停止加热，将待处理物快速转移至加热装置中(此时待处理物的温度低于-60℃)，静置1min～3min，使得待处理物快速回温，此时待处理物发生热失控反应释放热量；在加热装置中的反应时间为20min～40min；破碎操作，即对残渣进行破碎处置，破碎后以750℃-900℃焙烧，焙烧时间1h～2h。

如图2所示，本申请还提供一种电池包拆解设备10，采用上述任一实施例所述的电池包拆解方法对待拆解电池包进行拆解。进一步地，在其中一些实施例中，电池包拆解方法包括以下步骤的部分或全部：将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理，使待拆解电池包降低至第一预定温度；对降温后的待拆解电池包进行施压作用，使待拆解电池包的电池单体破裂；将待拆解电池包置于液氮中进行静置第二预定时间，使待拆解电池包的电池单体的内部温度降低至第二预定温度；将已开裂的电池单体从液氮中捞出，得到待处理物；将待处理物转移至加热装置200内静置第三预定时间，使待处理物发生热失控反应并释放热量；将热失控反应后的残渣进行破碎处理；将破碎后的残渣进行焙烧处理。

上述的电池包拆解设备10，采用上述任一实施例的电池包拆解方法对待拆解电池包进行拆解；电池包拆解方法包括：首先将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理，使待拆解电池包降低至第一预定温度；然后对降温后的待拆解电池包进行施压作用，使待拆解电池包的电池单体破裂；然后将待拆解电池包置于液氮中进行静置第二预定时间，使待拆解电池包内部温度降低至第二预定温度，由于待拆解电池包的电池单体破裂，液氮通过破裂的裂缝渗入，又由于将待拆解电池包置于液氮中进行静置第二预定时间，使待拆解电池包内部温度降低至第二预定温度；然后将已开裂的电池单体从液氮中捞出，即在低温条件下，电池单体与其他结构处于可分离状态，方便分离捞出，得到待处理物；然后将待处理物转移至加热装置200内静置第三预定时间，使待处理物发生热失控反应并释放热量，即使待处理物在第三预定时间内快速被加热升温并产生热失控反应并释放热量；然后将热失控反应后的残渣进行破碎处理；然后将破碎后的残渣进行焙烧处理，实现正极材料的回收，同时使电池包的整个拆解过程的安全性较高。将待拆解电池包进行快速降低至第一预定温度，即对待拆解电池包进行急冻作用下，除可保证拆解过程安全性以外，待拆解电池包内部的粘胶和防震橡胶脆化，不仅可实现快速破坏内部单体结构的目的，且电池单体与粘胶及防震橡胶更易分离，解决了事故电池包无法快速拆解的目的。

如图2所示，进一步地，电池包拆解设备10包括急冻装置100、施压装置(图未示)、捞取装置(图未示)、加热装置200、第一输送带300、破碎装置400、第二输送带500及焙烧窑600。急冻装置100用于将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理，使待拆解电池包降低至第一预定温度。施压装置至少部分位于急冻装置100内，施压装置用于对降温后的待拆解电池包进行施压作用，使待拆解电池包的电池单体破裂，破裂之后的电池单体再在急冻装置100中静置第二预定时间。捞取装置用于将已开裂的电池单体从液氮中捞出，得到待处理物。加热装置200用于对待处理物进行加热第三预定时间，使待处理物发生热失控反应并释放热量。第二输送带500用于将热失控反应后的残渣输送至破碎装置400的进料口处。破碎装置400用于将热失控反应后的残渣进行破碎处理。第二输送带500用于将破碎后的残渣输送至焙烧窑600的进料口处。焙烧窑600用于将破碎后的残渣进行焙烧处理。更进一步地，施压装置可以为液压机或拆解机。更进一步地，捞取装置可以为机械手或智能夹持装置。

如图2所示，进一步地，电池包拆解设备10还包括第三输送带700，第三输送带700设于急冻装置100与加热装置200之间，第三输送带700用于将待处理物运输至加热装置200的内腔，使待处理物发生热失控反应并释放热量。

以下列举一些具体实施例，若提到％，均表示按重量百分比计。需注意的是，下列实施例并没有穷举所有可能的情况，并且下述实施例中所用的材料如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

本实施例公开了一种电池包的拆解方法，针对外壳变形的事故电池包进行处置，包括：

急冻阶段：将事故电池包正放在盛装有液氮的箱体中，在10min内降低至-100℃；

破裂阶段：利用液压机由上至下挤压电池包，直至内部电池单体外壳破裂至液氮可渗入的程度；

静置阶段：静置10min，使得液氮渗入电池单体内部温度降低至-80～-90℃；

分离阶段：由于液氮可使得电池包内部粘连电池单体的有机胶脆化，此时电池单体可比较容易的由拆解物中分离；将外壳已开裂的电池单体自液氮中捞出(也可能残余部分粘胶，或者外壳残余，不影响后续处理)，得到待处理物；

回温阶段：加热装置预热至内腔温度恒定为150℃～200℃后，停止加热，将待处理物快速转移至加热装置中，此时待处理物的温度约-70℃～-80℃，静置2min，使得待处理物快速回温，此时待处理物发生热失控反应释放热量；当加热装置的内腔温度达到260℃时，向内腔中由进气孔注入冷氮气(-10℃～0℃，可来源于急冻环节)进行降温，使得内腔中的温度维持在200℃～260℃，以实现热失控可控，在加热装置中的反应时间为35min；加热过程中产生的气体以及氮气由排气孔排出；

破碎阶段：对残渣进行破碎处置；

焙烧阶段：破碎后以750℃焙烧，焙烧时间2h。

本实施例的物料在破碎后输送至焙烧炉即回转窑时，无物料粘黏现象。

实施例2

本实施例公开了一种电池包的拆解方法，针对退役CTP电池包进行处置，可简单对外壳进行拆卸，暴露内部的单体，具体包括：

急冻阶段：将事故电池包正放在盛装有液氮的箱体中，在12min内降低至-100℃；

破裂阶段：利用液压机由上至下挤压电池包，直至内部电池单体外壳破裂至液氮可渗入的程度；

静置阶段：静置10min，使得液氮渗入电池单体内部温度降低至-90℃～-80℃；

分离阶段：由于液氮可使得电池包内部粘连电池单体的有机胶脆化，此时电池单体可比较容易的由拆解物中分离；将外壳已开裂的电池单体自液氮中捞出(也可能残余部分粘胶，或者外壳残余，不影响后续处理)，得到待处理物；

回温阶段：加热装置预热至内腔温度恒定为150℃～165℃后，停止加热，将待处理物快速转移至加热装置中，此时待处理物的温度约-60℃，静置1min，使得待处理物快速回温，此时待处理物发生热失控反应释放热量；当加热装置的内腔温度达到260℃时，向内腔中由进气孔注入冷氮气(-10℃～0℃，可来源于急冻环节)进行降温，使得内腔中的温度维持在200℃～260℃，以实现热失控可控，在加热装置中的反应时间为20min；加热过程中产生的气体以及氮气由排气孔排出；

破碎阶段：对残渣进行破碎处置；

焙烧阶段：破碎后以900℃焙烧，焙烧时间1h。

本实施例的物料在破碎后输送至焙烧炉(回转窑)时，无物料粘黏现象。

实施例3

本实施例基本内容同实施例1，其不同之处在于：针对电池模组进行处置，常规退役电池模组可简单对外壳进行拆卸，暴露内部的单体；事故电池模组直接进行处置。

在回温阶段：加热装置预热至内腔温度恒定为180℃～190℃后，停止加热，将待处理物快速转移至加热装置中，此时待处理物的温度约-70℃，静置2min，使得待处理物快速回温，此时待处理物发生热失控反应释放热量；当加热装置的内腔温度达到260℃时，向内腔中由进气孔注入冷氮气(-10℃～0℃，可来源于急冻环节)进行降温，使得内腔中的温度维持在200℃～260℃，以实现热失控可控，在加热装置中的反应时间为30min；加热过程中产生的气体以及氮气由排气孔排出；

在破碎阶段：对残渣进行破碎处置，破碎后以800℃焙烧，焙烧时间1.5h。

本实施例的物料在破碎后输送至焙烧炉即回转窑时，无物料粘黏现象。

对比例1

本对比例基本内容同实施例3，其区别在于：在本对比例中，急冻后的回温阶段，内腔温度恒定为80℃～90℃后停止加热，待处理物转移至加热装置中后，内腔温度维持在20℃～30℃左右。电池包未发生热失控现象。

对比例2

本对比例基本内容同实施例3，其区别在于：在本对比例中，急冻后的回温阶段，内腔温度恒定为80℃～90℃后继续加热(水浴加热)，待处理物转移至加热装置中后约12min，电池包发生热失控现象，观测到火焰和浓烟，此时检测到内腔温度高达760℃。反应结束后，物料取出观察发现，物料内部基本已熔融为整块，破碎难度大，无法进行有效分离。

对比例3

本对比例基本内容同实施例3，其区别在于：在本对比例中，处理对象为放电后的电池单体(0.5V以下)，直接处理电池模组壳体容易对破碎装置造成损坏，急冻后直接对电池单体进行破碎，破碎后的物料较黏，易粘连在运输皮带上。破碎后需要进行200℃左右的烘烤，挥发电解液，再进行800℃焙烧；最后获得的正极材料部分未从正极片上剥离，存在于筛上物中。

最后，获得实施例1～3、对比例1～3对应的电池包拆解方法获得的正极材料即筛下物(电池粉)的占比(以单体重量计算)数据如下表所示：

序号	正极材料的占比
		实施例1	46.5％
实施例2	44.6％
		实施例3	46.8％
对比例1	无法破碎
		对比例2	无法破碎
对比例3	31.2％

根据上表的数据可知，实施例1～3的电池包拆解方法获得的正极材料的数据均较高，达到44.6％以上，如此可以证明，采用本申请的电池包拆解方法不仅具有较高的安全性，而且提高了正极材料的回收率。

与现有技术相比，本发明包括但不仅限于以下优点：

1、上述的电池包拆解方法，由于先将待拆解电池包进行急冻降温处理，再对降温后的待拆解电池包进行施压作用，使待拆解电池包的电池单体破裂；再使待拆解电池包内部进行降温，并将已开裂的电池单体从液氮中捞出得到待处理物之后，将待处理物转移至加热装置内发生热失控反应并释放热量，使电池包的整个拆解过程的安全性较高；

2、将待拆解电池包进行急冻降温处理，除可保证拆解过程安全性以外，待拆解电池包内部的粘胶和防震橡胶脆化，不仅可实现快速破坏内部单体结构的目的，且电池单体与粘胶及防震橡胶更易分离，实现事故电池包快速拆解的目的；

3、将低温的待处理物在加热装置内进行快速回温，使得废旧锂电池因内部过热发生热失控反应，释放大量热量，促进待处理物中的电解液挥发脱离；

4、由于热失控反应过程中电解液与正极的反应会产生气体，在热失控反应结束后，使热失控反应后的残渣具有疏松结构，残渣在后续破碎处理过程中的破碎难度较低；在热失控反应过程中，可促进部分正极材料的剥离，提高了正极材料的回收率；

5、相比于传统的电池包拆解方法，本申请利用电池热失控反应，使得电池内部产生大量热量，无需加热即可使得电池内部的电解液得到快速挥发或分解，降低过程能耗；同时物料内残留的液氮挥发至加热装置内腔中，可形成惰性气氛，同时控制内腔温度，降低热失控可能产生的爆炸风险，使得“热失控”处于可控状态；

6、在传统的电池包拆解工艺中，由于破碎物料中电解液的存在，使得物料极易粘黏在输送皮带和破碎辊轮上，难以清理，同时还会影响物料破碎效率，导致皮带上残留物料，在皮带返回时容易由皮带下方带回物料；相比于传统的电池包拆解方法，本申请的电池包拆解方法，由于电解液已在破碎前去除，破碎物料中几乎无电解液的残留，使破碎后的物料不易粘黏在设备上，便于设备维护清理。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池包拆解方法，其特征在于，包括：

将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理，使所述待拆解电池包降低至第一预定温度；

对降温后的所述待拆解电池包进行施压作用，使所述待拆解电池包的电池单体破裂；

将所述待拆解电池包置于液氮中进行静置第二预定时间，使所述待拆解电池包的电池单体的内部温度降低至第二预定温度；

将已开裂的电池单体从液氮中捞出，得到待处理物；

将所述待处理物转移至加热装置内静置第三预定时间，使所述待处理物发生热失控反应并释放热量；

将热失控反应后的残渣进行破碎处理；

将破碎后的残渣进行焙烧处理。

2.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理的步骤具体为：采用液氮将待拆解电池包在第一预定时间内进行急冻降温处理。

3.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，所述第一预定时间为10min～12min。

4.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，所述第一预定温度为-104℃～-100℃。

5.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，所述对降温后的所述待拆解电池包进行施压作用的步骤具体为：

采用液压机挤压所述待拆解电池包；或，

采用拆解机夹碎所述待拆解电池包。

6.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，所述第二预定时间为9min～11min。

7.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，所述第二预定温度为-90℃～-80℃。

8.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，所述热失控反应的时间为20min～40min；及/或，所述热失控反应的温度为200℃～260℃。

9.根据权利要求1所述的电池包拆解方法，其特征在于，所述将所述待处理物转移至加热装置内静置第三预定时间的步骤包括：

使所述加热装置的内腔温度加热至第三预定温度，同时对所述加热装置的内腔温度进行实时监测；

将所述待处理物转移至所述加热装置内静置所述第三预定时间；

当所述加热装置的温度达到260℃时，向所述加热装置内注入冷氮气进行降温。

10.一种电池包拆解设备，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的电池包拆解方法对所述待拆解电池包进行拆解。

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