CN116722252B - 一种退役锂离子电池的回收方法及装置 - Google Patents
一种退役锂离子电池的回收方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116722252B CN116722252B CN202310982049.0A CN202310982049A CN116722252B CN 116722252 B CN116722252 B CN 116722252B CN 202310982049 A CN202310982049 A CN 202310982049A CN 116722252 B CN116722252 B CN 116722252B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal
- powder
- leaching
- eutectic solvent
- liquid
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 43
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 295
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 295
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 204
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 194
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims abstract description 120
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 120
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 101
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 99
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 93
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 39
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 156
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 78
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 78
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 66
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 43
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 25
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 16
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 9
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 28
- 239000010405 anode material Substances 0.000 abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 14
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 12
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 10
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 9
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000012549 training Methods 0.000 description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000011403 purification operation Methods 0.000 description 2
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013136 deep learning model Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000802 evaporation-induced self-assembly Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
- C22B23/0407—Leaching processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/10—Obtaining alkali metals
- C22B26/12—Obtaining lithium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B47/00—Obtaining manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/005—Separation by a physical processing technique only, e.g. by mechanical breaking
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及新能源环保处理技术领域，揭露了一种退役锂离子电池的回收方法及装置，包括：对退役锂电池执行机械破碎得到正极粉末，根据正极粉末的质量制备第一低共熔溶剂，利用第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作及分离操作，得到第一金属液及第一残渣粉末，根据第一金属液计算得到正极粉末的金属浸出率，根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂得到第二低共熔溶剂，利用第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作，得到第二金属液及第二残渣粉末，汇总第一金属液及第二金属液得到金属回收液，汇总第一残渣粉末及第二残渣粉末得到金属已过滤残渣。本发明主要目的在于提高对退役锂电池内正极材料的金属回收效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种退役锂离子电池的回收方法及装置，属于新能源环保处理技术领域。
背景技术
“锂电池”是一类由锂金属或锂合金为正极材料、石墨为负极材料及非水电解质溶液的组合得到的电池。由于锂金属具有较高的危险危害性，因此在生成锂电池时，对于正极、负极及电解液的封装性做的极其完善，从而导致退役后的锂电池在回收过程中，由于其高封装性而导致无法有效拆解，故而只能退而其次的使用机械破碎方法得到正极粉末与负极粉末。
进一步地，正极粉末中包括锂、镍、钴、锰等金属，这类金属的生产工艺复杂，因此回收此类金属可有效的资源二次利用，且也防止此类金属散落而导致环境污染。
目前常用的锂电池内正极材料的金属回收方法主要包括火法工艺、碳热还原焙烧方法及湿法工艺，这类方法可有效的从正极粉末中提取出锂、镍、钴、锰等金属。且这类方法一般均使用有机酸或无机酸用于溶解正极粉末中的金属，从而获得金属溶液。
但问题在于，当前方法中并未考虑有机酸或无机酸的浓度，与将要执行金属回收的锂电池的对应关系，因为酸的浓度会影响金属溶解的溶解效果，换言之，过低和过高的酸浓度会抑制正极材料中金属的溶解效果，但由于不同退役锂电池的结构、原理和材料等因素的影响下，正极粉末中的金属比例、类型及含量均具有差异，因此显而易见的，对不同退役锂电池的金属回收操作，其对应的最优酸浓度区间也存在差异，但由于少有回收方法考虑退役锂电池与酸浓度的对应问题，从而导致对退役锂电池内的金属回收效果有待进一步提升的问题。
发明内容
本发明提供一种退役锂离子电池的回收方法、装置及计算机可读存储介质，其主要目的在于提高对退役锂电池内正极材料的金属回收效果。
为实现上述目的，本发明提供的一种退役锂离子电池的回收方法，包括：
接收退役锂电池的回收指令，根据所述回收指令确定退役锂电池，对所述退役锂电池执行机械破碎，得到破碎电池片，其中破碎电池片包括正极粉末；
测量所述正极粉末的质量，得到粉末质量，根据所述粉末质量制备第一低共熔溶剂；
利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作，得到第一浸取液；
对所述第一浸取液执行分离操作，得到第一金属液及第一残渣粉末；
根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率；
根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂；
利用所述第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作及分离操作，得到第二金属液及第二残渣粉末；
汇总所述第一金属液及第二金属液，得到金属回收液，汇总所述第一残渣粉末及第二残渣粉末，得到金属已过滤残渣。
可选地，所述根据所述粉末质量制备第一低共熔溶剂，包括：
获取退役锂电池的电池质量，根据粉末质量和电池质量计算得到正极粉末在退役锂电池中的质量占比；
根据所述粉末质量和质量占比分别计算得到氯化锌和乙二醇的质量；
称取相同质量的氯化锌和乙二醇混合得到已混合液，其中氯化锌的浓度不高于30%，不低于10%，将所述已混合液执行烘干操作得到已烘干液；
将已烘干液升高至指定温度，并在指定温度的前提下对已烘干液执行油浴操作，得到已油浴液；
对所述已油浴液执行超声及旋转操作，得到所述第一低共熔溶剂，其中超声时间至少0.5h、旋转操作的转速设置为300 -700r/min。
可选地，所述根据所述粉末质量和质量占比分别计算得到氯化锌和乙二醇的质量，包括：
根据下式计算得到氯化锌和乙二醇的质量：
其中，表示氯化锌的质量，/>表示乙二醇的质量，/>表示质量占比，/>表示粉末质量，/>和/>均为权重因子。
可选地，所述利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作，得到第一浸取液，包括：
将第一低共熔溶剂倒入至浸取仓，其中正极粉末也在浸取仓内；
充分搅拌浸取仓内的正极粉末和第一低共熔溶剂，得到第一混合液；
将包括第一混合液的浸取仓升温至100-140度区间段内，并以400 -800r/min的旋转速度持续旋转浸取仓至少2h，得到第一浸取液。
可选地，所述根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率，包括：
从所述第一金属液中称取指定质量的金属液，得到测试金属液；
将测试金属液放置于反应皿中，并在反应皿中加入浓硫酸，其中浓硫酸与测试金属液的质量比为1:7；
将包括浓硫酸和金属液的反应皿加热至指定温度，其中指定温度的温度区间为180度至220度；
维持指定温度至指定时间后，在反应皿中滴入王水，直至反应皿中的溶液澄清以后冷却至室温，得到已反应液；
根据所述已反应液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率。
可选地，所述根据所述已反应液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率，包括：
获取浓度为1%至3%区间段的稀硝酸；
利用所述稀硝酸对所述已反应液执行定容稀释操作，得到已稀释液，其中定容稀释操作的稀释倍数为90-110倍；
根据等离子体质谱仪对所述已稀释液中的各金属执行浓度测试，得到各金属的浓度测试值，其中金属包括锂、镍、钴、锰；
根据各金属的浓度测试值，计算得到正极粉末的金属浸出率。
可选地，所述根据各金属的浓度测试值，计算得到正极粉末的金属浸出率，包括：
获取退役锂电池的生产信息，其中生产信息包括退役锂电池在生产完成以后，退役锂电池中每克正极材料所包括的各金属的金属含量；
根据下式计算得到各金属的金属浸出率：
其中，表示第i个金属的金属浸出率，/>表示第i个金属的浓度测试值，/>表示第i个金属在每克正极材料所包括的金属含量；
相加各金属的金属浸出率并除以各金属总数，得到正极粉末的金属浸出率。
可选地，所述根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂，包括：
判断所述金属浸出率是否大于预定的阈值浸出率；
若金属浸出率大于或等于阈值浸出率，则制备第二低共熔溶剂时，保持氯化锌浓度与第一低共熔溶剂的氯化锌浓度相同；
若金属浸出率小于阈值浸出率，获取第一低共熔溶剂中氯化锌的浓度值，得到氯化锌第一浓度值；
根据所述氯化锌第一浓度值计算得到氯化锌第二浓度值；
利用氯化锌第二浓度值制备得到第二低共熔溶剂。
可选地，所述根据所述氯化锌第一浓度值计算得到氯化锌第二浓度值，包括：
将各金属的金属浸出率及氯化锌第一浓度值输入至预先训练完成的浓度预测模型，其中浓度预测模型由XGBoost模型构建，且浓度预测模型在使用之前，已通过实验方法获取多组不同规格的退役锂电池的各金属浸出率训练完成；
利用所述浓度预测模型计算得到氯化锌第二浓度值。
为了解决上述问题，本发明还提供一种退役锂离子电池的回收装置，所述装置包括：
电池破碎模块，用于接收退役锂电池的回收指令，根据所述回收指令确定退役锂电池，对所述退役锂电池执行机械破碎，得到破碎电池片，其中破碎电池片包括正极粉末；
第一浸取操作模块，用于测量所述正极粉末的质量，得到粉末质量，根据所述粉末质量制备第一低共熔溶剂，利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作，得到第一浸取液，对所述第一浸取液执行分离操作，得到第一金属液及第一残渣粉末；
金属浸出率计算模块，用于根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率；
第二浸取操作模块，用于根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂，利用所述第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作及分离操作，得到第二金属液及第二残渣粉末，汇总所述第一金属液及第二金属液，得到金属回收液，汇总所述第一残渣粉末及第二残渣粉末，得到金属已过滤残渣。
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以实现上述所述的退役锂离子电池的回收方法。
为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的退役锂离子电池的回收方法。
相比于背景技术所述问题，本发明实施例先接收退役锂电池的回收指令，根据所述回收指令确定退役锂电池，对所述退役锂电池执行机械破碎，得到破碎电池片，其中破碎电池片包括正极粉末。可想象的是，退役锂电池在执行机械破碎以后会得到大量混合物，其中混合物由正极粉末及石墨等组成，虽然已有工艺手段可分离出正极粉末，但在正极粉末中依然包括少量石墨，因此可见从正极粉末中分离出金属具有较高挑战。故进一步地，本发明实施例测量正极粉末的质量，并根据粉末质量制备第一低共熔溶剂，其中第一低共熔溶剂的主要作用在于粗分离出金属，同时重点地，根据粗分离所得到的金属浸出率，为后续细分离提供第一低共熔溶剂的酸浓度标准，故依次地，利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作及分离操作，得到第一金属液及第一残渣粉末，然后重点的，根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率，根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂，可见本发明实施例结合第一次分离的分离效果，然后对应制备出与本次执行金属回收的正极粉末相对应的第二低共熔溶剂，从而提高了金属溶解的溶解效果，最后利用所述第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作及分离操作，得到第二金属液及第二残渣粉末，汇总所述第一金属液及第二金属液，得到金属回收液，汇总所述第一残渣粉末及第二残渣粉末，得到金属已过滤残渣，综合来说，本发明实施例通过第一低共熔溶剂作为粗分离先执行对正极材料金属的浸出，从而根据粗分离的金属浸出率改变第一低共熔溶剂中氯化锌浓度，进而得到浸出效果更高的第二低共熔溶剂用作精分离，因此优化了退役锂电池正极材料的金属回收工艺。因此本发明提出的退役锂离子电池的回收方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，其主要目的在于提高对退役锂电池内正极材料的金属回收效果。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的退役锂离子电池的回收方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的退役锂离子电池的回收装置的功能模块图；
图3为本发明一实施例提供的实现所述退役锂离子电池的回收方法的电子设备的结构示意图。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例提供一种退役锂离子电池的回收方法。所述退役锂离子电池的回收方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述退役锂离子电池的回收方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
实施例1：
参照图1所示，为本发明一实施例提供的退役锂离子电池的回收方法的流程示意图。在本实施例中，所述退役锂离子电池的回收方法包括：
S1、接收退役锂电池的回收指令，根据所述回收指令确定退役锂电池，对所述退役锂电池执行机械破碎，得到破碎电池片，其中破碎电池片包括正极粉末。
可解释的是，本发明实施例所述退役锂电池的回收指令一般由锂电池的回收人员发起。示例性的，小张作为某锂电池生产厂的回收人员，需要回收一批用于新能源汽车的锂电池，因此发起用于新能源汽车的锂电池的回收指令。
需解释的是，由于在生产阶段考虑退役锂电池后续使用的安全性，因此生产阶段严格遵守强密封性和不可拆解性，故可理解的是，在执行退役锂电池回收时没办法按照退役锂电池的结构执行有效拆分，即无法有效拆解锂电池，得到锂电池的正负极和电解液，因此本发明实施例为了提高回收效率，直接执行机械破碎，得到破碎电池片。且需解释的是，退役锂电池主要包括正极、负极和电解液组成，在执行完成机械破碎以后，可破碎电池片主要包括正极粉末、石墨（负极）和电解液，但一般情况下，正极粉末、石墨（负极）和电解液均混合在一起，但从混合破碎物中分离出正极粉末已为公开技术手段，因此本发明实施例在分离出正极粉末的基础上，进一步回收正极粉末的金属，由于金属的生产工艺复杂，因此回收金属可有效的资源二次利用，且也防止金属散落而导致环境污染。
S2、测量所述正极粉末的质量，得到粉末质量，根据所述粉末质量制备第一低共熔溶剂。
需解释的是，本发明实施例相比于传统正极粉末回收来说，核心改变在于多次提纯操作，从而有效的区分出正极粉末中的金属和其他物质，其中其他物质主要包括碳酸锂和石墨。因为退役锂电池在执行机械破碎以后会得到大量混合物，其中混合物由正极粉末及石墨等组成，虽然已有工艺手段已经可以分离出正极粉末，但在正极粉末中依然包括少量石墨，因此本发明实施例的多次提纯操作主要目的在于分离出金属和包括碳酸锂和石墨的其他物质。
首先地，本发明实施例先测量正极粉末的质量，进而通过粉末质量制备出第一低共熔溶剂。其中第一低共熔溶剂的主要作用在于提取出金属离子，从而达到金属和其他物质的第一次分离。需解释的是，第一次分离在本发明实施例中简称粗分离，即分离出正极粉末中极易溶解于低共熔溶剂的金属离子。
需理解的是，低共熔溶剂是指由一定化学计量比的氢键受体（如本发明实施例所使用的氯化锌）和氢键供体（如本发明实施例所使用的乙二醇）组合而成的两组分或三组分低共熔混合物，其无毒无害，对金属氧化物具有出色的溶解能力，因此本发明实施例利用其改进电池材料回收工艺。
详细地，所述根据所述粉末质量制备第一低共熔溶剂，包括：
获取退役锂电池的电池质量，根据粉末质量和电池质量计算得到正极粉末在退役锂电池中的质量占比；
根据所述粉末质量和质量占比分别计算得到氯化锌和乙二醇的质量；
称取相同质量的氯化锌和乙二醇混合得到已混合液，其中氯化锌的浓度不高于30%，不低于10%，将所述已混合液执行烘干操作得到已烘干液；
将已烘干液升高至指定温度，并在指定温度的前提下对已烘干液执行油浴操作，得到已油浴液；
对所述已油浴液执行超声及旋转操作，得到所述第一低共熔溶剂，其中超声时间至少0.5h、旋转操作的转速设置为300 -700r/min。
需理解的是，在执行粗分离时由于粉末质量相对较高，且不同退役锂电池的正极材料占比整个退役锂电池比重也不同，正极材料占比整个退役锂电池比重越高，则表示正极材料中金属材料也相对较高，因此在粗分离阶段也可使用质量更多的氯化锌和乙二醇，反之亦然。故详细地，所述根据所述粉末质量和质量占比分别计算得到氯化锌和乙二醇的质量，包括：
根据下式计算得到氯化锌和乙二醇的质量：
其中，表示氯化锌的质量，/>表示乙二醇的质量，/>表示质量占比，/>表示粉末质量，/>和/>均为权重因子，其中本发明实施例中，/>和/>的取值分别为0和1。
此外还需强调的是，氯化锌在低共熔溶剂浓度会影响金属溶解于低共熔溶剂的溶解效果，已证实的是，过低浓度的氯化锌和过高浓度的氯化锌均会抑制正极材料中金属溶解于低共熔溶剂的溶解效果，因此本发明实施例在称取相同质量的氯化锌和乙二醇的同时，需强调氯化锌的浓度不高于30%且不低于10%。
需解释的是，油浴操作即是使用油作为热浴的热浴方法，且本发明实施例使用甲基硅油，由于氯化锌和乙二醇在混合后所得到混合液（即本发明实施例所述的已烘干液）稳定性较差，而油浴的优点是可结合控温仪准确的将已烘干液温度控制在稳定范围内，使得已烘干液受热均匀，达到更优质的制备出低共熔溶剂的效果。
S3、利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作，得到第一浸取液。
需解释的是，当制备出稳定的第一低共熔溶剂以后，合理的浸取操作也可达到更好效果的分离，因此详细地，所述利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作，得到第一浸取液，包括：
将第一低共熔溶剂倒入至浸取仓，其中正极粉末也在浸取仓内；
充分搅拌浸取仓内的正极粉末和第一低共熔溶剂，得到第一混合液；
将包括第一混合液的浸取仓升温至100-140度区间段内，并以400 -800r/min的旋转速度持续旋转浸取仓至少2h，得到第一浸取液。
需解释的是，目前传统浸取方法主要依赖于无机酸、有机酸等溶液，但由于不同退役锂电池的正极材料质量、成分不仅相同，因此仅仅通过无机酸、有机酸等溶液溶解正极材料的金属离子，其所达到的溶解效果一般，一方面是无法准确不同退役锂电池根据确定出无机酸、有机酸的质量，另一方便无机酸、有机酸本身对金属离子的溶解能力也一般，特别是对高价态金属离子的溶解能力更差，因此本发明实施例基于氯化锌和乙二醇配比出符合粗分离的第一低共熔溶剂，其中乙二醇可协同氯化锌提高对金属离子的溶解能力，进而达到远超普通无机酸、有机酸的溶解效果。
S4、对所述第一浸取液执行分离操作，得到第一金属液及第一残渣粉末。
可理解的是，正极粉末中的金属离子可溶解于第一低共熔溶剂，而其他粉末由于与第一低共熔溶剂不相溶，因此悬浮或沉淀在第一浸取液内，因此通过过滤分离操作可得到第一金属液及第一残渣粉末，其中第一金属液可直接回收用于后续需要利用金属的生产工序。
而需理解的是，步骤S2-S4主要涉及到粗分离，其分离步骤精细度相对较低，其结果确实可直接提取出金属离子，但可理解的是，第一残渣粉末中依然还有部分残留的金属离子，因此还需对第一残渣粉末执行精分离操作。
S5、根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率。
本发明实施例强调的是，氯化锌在低共熔溶剂中的浓度会影响金属溶解于低共熔溶剂的溶解效果，过低浓度的氯化锌和过高浓度的氯化锌均会抑制正极材料中金属溶解于低共熔溶剂的溶解效果，但由于不同退役锂电池的结构、原理和材料等因素的影响下，正极粉末中的金属比例和类型也具有差异，因此显而易见的，对不同退役锂电池的金属回收操作，其对应的氯化锌在低共熔溶剂中的最优浓度区间也存在差异。
示例性的，上述锂电池回收人员小张需回收一批锂电池，但这批锂电池共涉及10个型号，每个型号的锂电池的内部结构差异性很大，因此在S2步骤执行粗分离阶段，氯化锌的浓度不高于30%不低于10%，这种浓度为通用浓度区间，其应用至不同型号锂电池的正极粉末时，通用浓度区间未必为最优浓度区间。
故重点地，本发明实施例构建第一浸取操作不仅具有粗分离的作用，还会根据第一浸取操作所得到的第一金属液，计算出第一浸取操作完成后所得到金属浸出率，从而根据金属浸出率的大小，调节在后续细分离操作中氯化锌在低共熔溶剂中的浓度，从而实现不同的氯化锌浓度对应不同的退役锂电池，进而提高金属回收效果。
详细地，所述根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率，包括：
从所述第一金属液中称取指定质量的金属液，得到测试金属液；
将测试金属液放置于反应皿中，并在反应皿中加入浓硫酸，其中浓硫酸与测试金属液的质量比为1:7；
将包括浓硫酸和金属液的反应皿加热至指定温度，其中指定温度的温度区间为180度至220度；
维持指定温度至指定时间后，在反应皿中滴入王水，直至反应皿中的溶液澄清以后冷却至室温，得到已反应液；
根据所述已反应液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率。
需解释的是，金属浸出率是计算在第一浸取操作时，可以通过第一低共熔溶剂从正极粉末中分离得到的金属分离效果，金属浸出率越高则表示金属分离效果越好，则自然地，第一低共熔溶剂中氯化锌的浓度也更加合适，因此计算金属浸出率并根据金属浸出率调节后续第二浸取操作中氯化锌的浓度具有重要参考意义。
此外，王水的作用是除去测试金属液中的有机质，防止有机质影响金属浸出率的计算，且可理解的是，伴随有机质的不断去除，反应皿中的溶液会逐渐变得清澈。
进一步地，所述根据所述已反应液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率，包括：
获取浓度为1%至3%区间段的稀硝酸；
利用所述稀硝酸对所述已反应液执行定容稀释操作，得到已稀释液，其中定容稀释操作的稀释倍数为90-110倍；
根据等离子体质谱仪对所述已稀释液中的各金属执行浓度测试，得到各金属的浓度测试值，其中金属包括锂、镍、钴、锰；
根据各金属的浓度测试值，计算得到正极粉末的金属浸出率。
本发明实施例等离子体质谱仪的运行原理主要依赖激光的能量激发已稀释液的金属离子，如本发明实施例的等离子体质谱仪，通过一个特制喷嘴将激光束击中已稀释液，从而形成离子向前运动，离子依次运动至耦合器、质量电荷分离器，从而计算出金属离子的浓度。
进一步地，所述根据各金属的浓度测试值，计算得到正极粉末的金属浸出率，包括：
获取退役锂电池的生产信息，其中生产信息包括退役锂电池在生产完成以后，退役锂电池中每克正极材料所包括的各金属的金属含量；
根据下式计算得到各金属的金属浸出率：
其中，表示第i个金属的金属浸出率，/>表示第i个金属的浓度测试值，/>表示第i个金属在每克正极材料所包括的金属含量；
相加各金属的金属浸出率并除以各金属总数，得到正极粉末的金属浸出率。
需解释的是，本发明实施例在计算各金属的金属浸出率时，会参考退役锂电池的生产信息，即退役锂电池的生产信息中记录了每克正极材料所包括的各金属的金属含量，但严格来说，由于退役锂电池在退役之前的多次使用和消耗，其正极材料内各金属的金属含量可能已发生改变，但由于粗分离阶段，各金属的金属浸出率主要作为后续精分离的参考，故为节约资源角度下，没必要实测每个退役锂电池中正极材料所包括的各金属的金属含量，可直接用退役锂电池的生产信息替代。
根据上述描述可知，通过第一浸取操作所得到的第一金属液，可以直接计算出第一浸取操作完成后所得到金属浸出率，若各个金属的金属浸出率过低，则表明第一次浸取时氯化锌在低共熔溶剂中的浓度需要调整，以保证再次执行浸取操作时，金属具有更好的溶解环境；若各个金属的金属浸出率均满足要求，则表明第一次浸取时氯化锌的浓度恰到好处，因此再次执行浸取操作时，可以不用调整氯化锌浓度。
S6、根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂。
详细地，所述根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂，包括：
判断所述金属浸出率是否大于预定的阈值浸出率；
若金属浸出率大于或等于阈值浸出率，则制备第二低共熔溶剂时，保持氯化锌浓度与第一低共熔溶剂的氯化锌浓度相同；
若金属浸出率小于阈值浸出率，获取第一低共熔溶剂中氯化锌的浓度值，得到氯化锌第一浓度值；
根据所述氯化锌第一浓度值计算得到氯化锌第二浓度值；
利用氯化锌第二浓度值制备得到第二低共熔溶剂。
需解释的是，金属浸出率大于或等于阈值浸出率，表示第一低共熔溶剂溶解金属能力效果满足预期，因此第一低共熔溶剂的制备标准适用于这次要执行金属回收的退役锂电池，故在执行第二低共熔溶剂制备时，对于氯化锌的浓度值不做改变，其他制作标准，如氯化锌和乙二醇的质量参照S2步骤。
进一步地，所述根据所述氯化锌第一浓度值计算得到氯化锌第二浓度值，包括：
将各金属的金属浸出率及氯化锌第一浓度值输入至预先训练完成的浓度预测模型，其中浓度预测模型由XGBoost模型构建，且浓度预测模型在使用之前，已通过实验方法获取多组不同退役锂电池的各金属浸出率训练完成；
利用所述浓度预测模型计算得到氯化锌第二浓度值。
需解释的是，XGBoost是一个具有优秀表现的Gradient Boosting类机器学习算法。相比于其他机器学习算法或深度学习模型来说，XGBoost对于离散数据的分析能力更加优秀。恰好地，本发明实施例中各金属的金属浸出率及氯化锌第一浓度值均为离散数据。
此外，本发明实施例在使用浓度预测模型之前，会通过实验方法获取训练集用于训练浓度预测模型，其中训练集中包括至少1000组在不同锂电池回收下所得到的各金属的金属浸出率及氯化锌第一浓度值，从而基于浓度预测模型执行氯化锌第二浓度值的预测，在通过实际最优的氯化锌第二浓度值调整浓度预测模型的内部参数，从而达到最优状态下的浓度预测模型，进而投入至本发明实施例中使用。
需解释的是，本发明实施例在计算氯化锌第二浓度值时使用浓度预测模型，而并非在粗分离时直接根据浓度预测模型预测氯化锌的第一浓度值，其主要原因在于，粗分离阶段由于不同退役锂电池在退役前的使用环境、内部结构等因素的影响，造成不同退役锂电池的特征发生很大差异，在深度学习及机器学习领域中，若训练数据集的不确定性和不稳定性更大，则深度学习及机器学习的算法分析能力也会受到较大影响，故本发明实施例在粗分离阶段不直接使用浓度预测模型。
S7、利用所述第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作及分离操作，得到第二金属液及第二残渣粉末。
需解释的是，利用第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作及分离操作，与上述S3-S4步骤相似，在此不再赘述。
可替代的是，不管是利用第二低共熔溶剂还是第一低共熔溶剂，在执行对残渣粉末的浸取分离操作时，均可与其他方法结合使用，如结合湿法冶金法、无机酸或有机酸浸出、机械化学法等，从而可提高金属分离的分离效果，由于这类方法均为已公开技术，本发明实施例在此不再赘述。
S8、汇总所述第一金属液及第二金属液，得到金属回收液，汇总所述第一残渣粉末及第二残渣粉末，得到金属已过滤残渣。
可理解的是，第一金属液的分离效果可为第二金属液的分离提供依据，从而保证粗分离-细分离的两次金属分离效果呈现递进效果，因此再次汇总第一金属液及第二金属液以后，可直接得到金属回收液，通过凝固、化学反应等方法可进一步从金属回收液中提取固态金属，在此不再赘述。此外金属已过滤残渣主要包括碳酸锂和石墨，由于碳酸锂和石墨依然具有可利用价值，因此在后续工艺中可进一步分离出碳酸锂和石墨。
相比于背景技术所述问题，本发明实施例先接收退役锂电池的回收指令，根据所述回收指令确定退役锂电池，对所述退役锂电池执行机械破碎，得到破碎电池片，其中破碎电池片包括正极粉末。可想象的是，退役锂电池在执行机械破碎以后会得到大量混合物，其中混合物由正极粉末及石墨等组成，虽然已有工艺手段可分离出正极粉末，但在正极粉末中依然包括少量石墨，因此可见从正极粉末中分离出金属具有较高挑战。故进一步地，本发明实施例测量正极粉末的质量，并根据粉末质量制备第一低共熔溶剂，其中第一低共熔溶剂的主要作用在于粗分离出金属，同时重点地，根据粗分离所得到的金属浸出率，为后续细分离提供第一低共熔溶剂的酸浓度标准，故依次地，利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作及分离操作，得到第一金属液及第一残渣粉末，然后重点的，根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率，根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂，可见本发明实施例结合第一次分离的分离效果，然后对应制备出与本次执行金属回收的正极粉末相对应的第二低共熔溶剂，从而提高了金属溶解的溶解效果，最后利用所述第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作及分离操作，得到第二金属液及第二残渣粉末，汇总所述第一金属液及第二金属液，得到金属回收液，汇总所述第一残渣粉末及第二残渣粉末，得到金属已过滤残渣，综合来说，本发明实施例通过第一低共熔溶剂作为粗分离先执行对正极材料金属的浸出，从而根据粗分离的金属浸出率改变第一低共熔溶剂中氯化锌浓度，进而得到浸出效果更高的第二低共熔溶剂用作精分离，因此优化了退役锂电池正极材料的金属回收工艺。因此本发明提出的退役锂离子电池的回收方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，其主要目的在于提高对退役锂电池内正极材料的金属回收效果。
实施例2：
如图2所示，是本发明一实施例提供的退役锂离子电池的回收装置的功能模块图。
本发明所述退役锂离子电池的回收装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述退役锂离子电池的回收装置100可以包括电池破碎模块101、第一浸取操作模块102、金属浸出率计算模块103及第二浸取操作模块104。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
所述电池破碎模块101，用于接收退役锂电池的回收指令，根据所述回收指令确定退役锂电池，对所述退役锂电池执行机械破碎，得到破碎电池片，其中破碎电池片包括正极粉末；
所述第一浸取操作模块102，用于测量所述正极粉末的质量，得到粉末质量，根据所述粉末质量制备第一低共熔溶剂，利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作，得到第一浸取液，对所述第一浸取液执行分离操作，得到第一金属液及第一残渣粉末；
所述金属浸出率计算模块103，用于根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率；
所述第二浸取操作模块104，用于根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂，利用所述第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作及分离操作，得到第二金属液及第二残渣粉末，汇总所述第一金属液及第二金属液，得到金属回收液，汇总所述第一残渣粉末及第二残渣粉末，得到金属已过滤残渣。
详细地，本发明实施例中所述退役锂离子电池的回收装置100中的所述各模块在使用时采用与上述的图1中所述的退役锂离子电池的回收方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
实施例3：
如图3所示，是本发明一实施例提供的实现退役锂离子电池的回收方法的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11、总线12和通信接口13，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如退役锂离子电池的回收程序。
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（Smart Media Card， SMC）、安全数字（SecureDigital， SD）卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如退役锂离子电池的回收程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心（Control Unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块（例如退役锂离子电池的回收程序等），以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
所述总线可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
图3仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的退役锂离子电池的回收程序是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
接收退役锂电池的回收指令，根据所述回收指令确定退役锂电池，对所述退役锂电池执行机械破碎，得到破碎电池片，其中破碎电池片包括正极粉末；
测量所述正极粉末的质量，得到粉末质量，根据所述粉末质量制备第一低共熔溶剂；
利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作，得到第一浸取液；
对所述第一浸取液执行分离操作，得到第一金属液及第一残渣粉末；
根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率；
根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂；
利用所述第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作及分离操作，得到第二金属液及第二残渣粉末；
汇总所述第一金属液及第二金属液，得到金属回收液，汇总所述第一残渣粉末及第二残渣粉末，得到金属已过滤残渣。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图2对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
接收退役锂电池的回收指令，根据所述回收指令确定退役锂电池，对所述退役锂电池执行机械破碎，得到破碎电池片，其中破碎电池片包括正极粉末；
测量所述正极粉末的质量，得到粉末质量，根据所述粉末质量制备第一低共熔溶剂；
利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作，得到第一浸取液；
对所述第一浸取液执行分离操作，得到第一金属液及第一残渣粉末；
根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率；
根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂；
利用所述第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作及分离操作，得到第二金属液及第二残渣粉末；
汇总所述第一金属液及第二金属液，得到金属回收液，汇总所述第一残渣粉末及第二残渣粉末，得到金属已过滤残渣。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
最后应说明的是，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等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (3)
1.一种退役锂离子电池的回收方法，其特征在于，所述方法包括：
接收退役锂电池的回收指令，根据所述回收指令确定退役锂电池，对所述退役锂电池执行机械破碎，得到破碎电池片，其中破碎电池片包括正极粉末；
测量所述正极粉末的质量，得到粉末质量，根据所述粉末质量制备第一低共熔溶剂；
所述根据所述粉末质量制备第一低共熔溶剂，包括：
获取退役锂电池的电池质量，根据粉末质量和电池质量计算得到正极粉末在退役锂电池中的质量占比；
根据所述粉末质量和质量占比分别计算得到氯化锌和乙二醇的质量；
称取相同质量的氯化锌和乙二醇混合得到已混合液，其中氯化锌的浓度不高于30%，不低于10%，将所述已混合液执行烘干操作得到已烘干液；
将已烘干液升高至指定温度，并在指定温度的前提下对已烘干液执行油浴操作，得到已油浴液；
对所述已油浴液执行超声及旋转操作，得到所述第一低共熔溶剂，其中超声时间至少0.5h、旋转操作的转速设置为300 -700r/min；
所述根据所述粉末质量和质量占比分别计算得到氯化锌和乙二醇的质量，包括：
根据下式计算得到氯化锌和乙二醇的质量：
其中，表示氯化锌的质量，/>表示乙二醇的质量，/>表示质量占比，/>表示粉末质量，/>和均为权重因子；
利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作，得到第一浸取液；
对所述第一浸取液执行分离操作，得到第一金属液及第一残渣粉末；
根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率；
所述根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率，包括：
从所述第一金属液中称取指定质量的金属液，得到测试金属液；
将测试金属液放置于反应皿中，并在反应皿中加入浓硫酸，其中浓硫酸与测试金属液的质量比为1:7；
将包括浓硫酸和金属液的反应皿加热至指定温度，其中指定温度的温度区间为180度至220度；
维持指定温度至指定时间后，在反应皿中滴入王水，直至反应皿中的溶液澄清以后冷却至室温，得到已反应液；
根据所述已反应液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率；
所述根据所述已反应液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率，包括：
获取浓度为1%至3%区间段的稀硝酸；
利用所述稀硝酸对所述已反应液执行定容稀释操作，得到已稀释液，其中定容稀释操作的稀释倍数为90-110倍；
根据等离子体质谱仪对所述已稀释液中的各金属执行浓度测试，得到各金属的浓度测试值，其中金属包括锂、镍、钴、锰；
根据各金属的浓度测试值，计算得到正极粉末的金属浸出率；
所述根据各金属的浓度测试值，计算得到正极粉末的金属浸出率，包括：
获取退役锂电池的生产信息，其中生产信息包括退役锂电池在生产完成以后，退役锂电池中每克正极材料所包括的各金属的金属含量；
根据下式计算得到各金属的金属浸出率：
其中，表示第i个金属的金属浸出率，/>表示第i个金属的浓度测试值，/>表示第i个金属在每克正极材料所包括的金属含量；
相加各金属的金属浸出率并除以各金属总数，得到正极粉末的金属浸出率；
根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂；
所述根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂，包括：
判断所述金属浸出率是否大于预定的阈值浸出率；
若金属浸出率大于或等于阈值浸出率，则制备第二低共熔溶剂时，保持氯化锌浓度与第一低共熔溶剂的氯化锌浓度相同；
若金属浸出率小于阈值浸出率，获取第一低共熔溶剂中氯化锌的浓度值，得到氯化锌第一浓度值；
根据所述氯化锌第一浓度值计算得到氯化锌第二浓度值；
利用氯化锌第二浓度值制备得到第二低共熔溶剂；
所述根据所述氯化锌第一浓度值计算得到氯化锌第二浓度值，包括：
将各金属的金属浸出率及氯化锌第一浓度值输入至预先训练完成的浓度预测模型，其中浓度预测模型由XGBoost模型构建，且浓度预测模型在使用之前，已通过实验方法获取多组不同规格的退役锂电池的各金属浸出率训练完成；
利用所述浓度预测模型计算得到氯化锌第二浓度值；
利用所述第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作及分离操作，得到第二金属液及第二残渣粉末；
汇总所述第一金属液及第二金属液，得到金属回收液，汇总所述第一残渣粉末及第二残渣粉末，得到金属已过滤残渣。
2.如权利要求1所述的退役锂离子电池的回收方法，其特征在于，所述利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作，得到第一浸取液，包括：
将第一低共熔溶剂倒入至浸取仓，其中正极粉末也在浸取仓内；
充分搅拌浸取仓内的正极粉末和第一低共熔溶剂，得到第一混合液；
将包括第一混合液的浸取仓升温至100-140度区间段内，并以400 -800r/min的旋转速度持续旋转浸取仓至少2h，得到第一浸取液。
3.一种退役锂离子电池的回收装置，其特征在于，用于应用权利要求1或2所述的退役锂离子电池的回收方法，所述装置包括：
电池破碎模块，用于接收退役锂电池的回收指令，根据所述回收指令确定退役锂电池，对所述退役锂电池执行机械破碎，得到破碎电池片，其中破碎电池片包括正极粉末；
第一浸取操作模块，用于测量所述正极粉末的质量，得到粉末质量，根据所述粉末质量制备第一低共熔溶剂，利用所述第一低共熔溶剂对正极粉末执行第一浸取操作，得到第一浸取液，对所述第一浸取液执行分离操作，得到第一金属液及第一残渣粉末；
金属浸出率计算模块，用于根据所述第一金属液计算得到第一浸取操作完成后，正极粉末的金属浸出率；
第二浸取操作模块，用于根据所述金属浸出率重新制备低共熔溶剂，得到第二低共熔溶剂，利用所述第二低共熔溶剂对第一残渣粉末执行第二浸取操作及分离操作，得到第二金属液及第二残渣粉末，汇总所述第一金属液及第二金属液，得到金属回收液，汇总所述第一残渣粉末及第二残渣粉末，得到金属已过滤残渣。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310982049.0A CN116722252B (zh) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | 一种退役锂离子电池的回收方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310982049.0A CN116722252B (zh) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | 一种退役锂离子电池的回收方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116722252A CN116722252A (zh) | 2023-09-08 |
| CN116722252B true CN116722252B (zh) | 2023-12-01 |
Family
ID=87868294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310982049.0A Active CN116722252B (zh) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | 一种退役锂离子电池的回收方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116722252B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117907873B (zh) * | 2024-02-26 | 2024-05-31 | 江苏杰成新能源科技有限公司 | 基于电池储能优化管理的退役电池梯次利用方法及装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109593963A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-04-09 | 天齐锂业资源循环技术研发(江苏)有限公司 | 一种从废旧锂电池中选择性回收有价金属的新方法 |
| KR20210016762A (ko) * | 2019-08-05 | 2021-02-17 | 두산중공업 주식회사 | 연속식 유가금속 회수 장치 및 회수 방법 |
| KR20220103499A (ko) * | 2021-01-15 | 2022-07-22 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 리튬 이차 전지의 전이금속 회수 방법 |
| CN115986255A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-04-18 | 深圳市杰成镍钴新能源科技有限公司 | 一种退役锂离子电池的负极材料回收方法及装置 |
-
2023
- 2023-08-07 CN CN202310982049.0A patent/CN116722252B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109593963A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-04-09 | 天齐锂业资源循环技术研发(江苏)有限公司 | 一种从废旧锂电池中选择性回收有价金属的新方法 |
| KR20210016762A (ko) * | 2019-08-05 | 2021-02-17 | 두산중공업 주식회사 | 연속식 유가금속 회수 장치 및 회수 방법 |
| KR20220103499A (ko) * | 2021-01-15 | 2022-07-22 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 리튬 이차 전지의 전이금속 회수 방법 |
| CN115986255A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-04-18 | 深圳市杰成镍钴新能源科技有限公司 | 一种退役锂离子电池的负极材料回收方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116722252A (zh) | 2023-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Costa et al. | Recycling and environmental issues of lithium-ion batteries: Advances, challenges and opportunities | |
| Zeng et al. | Novel approach to recover cobalt and lithium from spent lithium-ion battery using oxalic acid | |
| Li et al. | Succinic acid-based leaching system: A sustainable process for recovery of valuable metals from spent Li-ion batteries | |
| Chen et al. | Separation and recovery of metal values from leach liquor of waste lithium nickel cobalt manganese oxide based cathodes | |
| CN104103870B (zh) | 从报废锂离子电池正极片中回收钴锂铝的方法 | |
| CN110620278B (zh) | 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法 | |
| Nan et al. | Recovery of metal values from a mixture of spent lithium-ion batteries and nickel-metal hydride batteries | |
| EP3364494B1 (en) | Method for acid dissolution of licoo2 contained in spent lithium-ion batteries | |
| CN107978814A (zh) | 一种从废旧锂离子电池正极材料中选择性分离锂的方法 | |
| CN116722252B (zh) | 一种退役锂离子电池的回收方法及装置 | |
| TWI535479B (zh) | 回收有價金屬之方法 | |
| CN110371943B (zh) | 一种镍钴锰酸锂和磷酸铁锂混合废料的选择性回收工艺 | |
| CN108384955A (zh) | 一种从含锂电池废料中选择性提锂的方法 | |
| Xuan et al. | New insights in the leaching kinetics of cathodic materials in acidic chloride media for lithium-ion battery recycling | |
| CN108559846A (zh) | 综合回收废旧锂离子电池正极材料的方法 | |
| CN108504868A (zh) | 一种回收废旧锂离子电池中金属锂的方法 | |
| CN106129519A (zh) | 一种采用报废磷酸铁锂电池制备碳酸锂的方法 | |
| CN108023134A (zh) | 一种废旧锂离子电池电极材料中有价元素的回收方法 | |
| CN105322247A (zh) | 一种直接用失效锂离子电池制备钴酸锂的方法 | |
| CN110233306A (zh) | 一种废旧锂离子电池回收三元正极材料前驱体的方法 | |
| CN111961857A (zh) | 一种从废旧锂离子电池中浸出有价金属同步脱氟的方法 | |
| CN103311600A (zh) | 用水溶性离子液体回收废锂离子电池中金属的方法及装置 | |
| CN105098280A (zh) | 一种从废旧锂离子电池中回收集流体的方法 | |
| TWI644468B (zh) | 廢鋰電池回收鈷的方法 | |
| CN108550940A (zh) | 废旧锂离子电池磷酸铁锂正极材料的资源化回收再利用方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |