CN208208918U - 一种废旧锂电池的拆解回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种废旧锂电池的拆解回收系统。该废旧锂电池的拆解回收系统包括：依次连接的电池放电装置、湿式破碎筛分装置和压滤机；所述电池放电装置，用于将废旧锂电池单体放电；所述湿式破碎筛分装置，用于将放电后的废旧锂电池单体进行湿式破碎筛分得到正极浆料和筛上物；所述压滤机，用于将所述正极浆料过滤得到正极粉料。本实用新型提出的废旧锂电池的拆解回收系统可以在保证废旧锂电池或废旧锂电池包的拆解效率的同时，完全避免了有机废气和粉尘的产生，避免了电池中所含有害物质污染环境，提高了废旧锂电池的利用率。

Description

一种废旧锂电池的拆解回收系统

技术领域

本实用新型涉及动力电池回收处理技术领域，更具体地，涉及一种废旧锂电池的拆解回收系统。

背景技术

锂离子电池具有高能量、长寿命、低污染等优点，被广泛用于收集、计算机、电动自行车、电动汽车、国防等多种领域。尤其今年来，电动汽车的爆发式增长，规模庞大的动力锂电市场伴生的将是锂电池的需求量和报废量大幅增加。大量废弃的锂电池造成资源能源的浪费和环境污染，废旧的锂离子电池中含有大量可利用的资源，例如铁、铜、铝等有价金属等，如果这些废旧锂电池回收不当，将会造成很大的资源浪费和环境污染。锂离子电池的正负极材料、电解质溶液等物质对环境和人体健康还是有很大影响。因此，如果将废旧锂离子电池采取普通的垃圾处理方法(包括填埋、焚烧、堆肥等)，其中的钴、镍、锂、锰等金属以及无机、有机化合物必将对大气、水、土壤造成严重的污染，具有极大的危害性。废旧锂离子电池中的物质如果进入环境中可造成重金属镍、钴、砷污染，氟污染，有机物污染，粉尘和酸碱污染。废旧锂离子电池的电解质及其转化产物，如LiPF6、LiCF₃SO₃、 HF、P₂O₅等，溶剂及其分解和水解产物，如DME、EMC、甲醇、甲酸等，都是有毒有害物质，可造成人身伤害，甚至死亡。

现有技术中废旧锂电池的回收利用刚刚起步，在回收过程中现有的废旧锂电池的拆解方法具有较大的局限性。现有废旧锂电池的拆解方式通常有手工拆解和机械破碎等。手工拆解费工费时，而常规的机械破碎会产生大量有机废气和粉尘，对环境造成污染。

实用新型内容

为了在保证拆解效率的同时，避免有机废气和粉尘的产生，本实用新型提供了一种废旧锂电池的拆解回收系统。

该拆解回收系统包括：

依次连接的电池放电装置、湿式破碎筛分装置和压滤机；

所述电池放电装置，用于将废旧锂电池单体放电；

所述湿式破碎筛分装置，用于将放电后的废旧锂电池单体进行湿式破碎筛分得到正极浆料和筛上物；

所述压滤机，用于将所述正极浆料过滤得到正极粉料。

优选地，所述电池放电装置的出口与所述湿式破碎筛分装置的入口相连，所述湿式破碎筛分装置上设有供所述正极浆料输出的正极浆料出口和供所述筛上物输出的筛上物出口，所述压滤机的入口与所述正极浆料出口连通。

优选地，所述湿式破碎筛分装置包括湿式破碎机和湿式筛分装置；所述湿式破碎机用于将放电后的锂电池进行湿式破碎得到正极浆料和筛上物，所述湿式筛分装置用于分离所述正极浆料和所述筛上物，并将所述正极浆料输送至所述正极浆料出口，将所述筛上物输送至所述筛上物出口。

优选地，所述湿式破碎筛分装置中湿式筛分筛网尺寸为 20μm-100μm。

优选地，所述湿式破碎筛分装置包括依次连接的第一级湿式破碎筛分单元、第二级湿式破碎筛分单元和第三级湿式破碎筛分单元；

所述第一级湿式破碎筛分单元包括第一级湿式破碎机和第一级湿式筛分装置，所述第一级湿式破碎机用于将放电后的锂电池进行湿式破碎得到第一级正极浆料和第一级筛上物，所述湿式筛分装置用于分离所述第一级正极浆料和所述第一级筛上物；

所述第二级湿式破碎筛分单元包括第二级湿式破碎机和第二级湿式筛分装置，所述第二级湿式破碎机用于将所述第一级筛上物进行湿式破碎得到第二级正极浆料和第二级筛上物，所述第二级湿式筛分装置用于分离所述第二级正极浆料和所述第二级筛上物；

所述第三级湿式破碎筛分单元包括第三级湿式破碎机和第三级湿式筛分装置，所述第三级湿式破碎机用于将所述第二级筛上物进行湿式破碎得到第三级正极浆料和第三级筛上物，所述第三级湿式筛分装置用于分离所述第三级正极浆料和所述第三级筛上物。

优选地，所述第一级湿式筛分装置中第一级筛网尺寸为 100μm-70μm，所述第二级湿式筛分装置中第二级筛网尺寸为 70μm-40μm，所述第三级湿式筛分装置中第三级筛网尺寸为 40μm-20μm。

优选地，所述拆解回收系统还包括正极浆料输送装置，用于将所述正极浆料输送至所述压滤机的入口处。

优选地，所述拆解回收系统还包括第一级正极浆料输送装置、第二级正极浆料输送装置和第三级正极浆料输送装置；

所述第一级正极浆料输送装置设在所述第一级湿式筛分装置的第一级正极浆料的出口处，用于将所述第一级正极浆料输送至所述压滤机的入口处；

所述第二级正极浆料输送装置设在所述第二级湿式筛分装置的第二级正极浆料的出口处，用于将所述第二级正极浆料输送至所述压滤机的入口处；

所述第三级正极浆料输送装置设在所述第三级湿式筛分装置的第三级正极浆料的出口处，用于将所述第三级正极浆料输送至所述压滤机的入口处。

优选地，所述第一级正极浆料输送装置一端与第一级湿式筛分装置相连，另一端与所述压滤机相连，第二级正极浆料输送装置一端与第二级湿式筛分装置相连，另一端与所述压滤机相连，第三级正极浆料输送装置一端与第三级湿式筛分装置相连，另一端与所述压滤机相连。

优选地，所述拆解回收系统还包括用于将废旧锂电池包拆解为废旧锂电池的初步拆解装置，所述初步拆解装置设于所述电池放电装置的入口处。

优选地，所述初步拆解装置还包括将废旧锂电池包拆解为电池模组的第一级初步拆解单元、将所述电池模组拆解为废旧锂电池单体的第二级初步拆解单元和将所述废旧锂电池单体分容的分容柜，所述第一级初步折解单元、所述第二级初步拆解单元和所述分容柜依次连接，所述分容柜的出口与所述电池放电装置的入口连接。

本实用新型提出的废旧锂电池的拆解回收系统，可以在保证废旧锂电池或废旧锂电池包的拆解效率的同时，完全避免了有机废气和粉尘的产生，避免了电池中所含有害物质污染环境，提高了废旧锂电池的利用率。

附图说明

图1为本实用新型一个优选实施方式中废旧锂电池的拆解回收系统的结构示意图；

图2为本实用新型一个优选实施方式中废旧锂电池的拆解回收方法的流程示意图；

其中，1-电池放电装置，2-湿式破碎筛分装置，3-压滤机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种废旧锂电池的拆解回收系统，该系统包括：依次连接的电池放电装置1、湿式破碎筛分装置2和压滤机3；电池放电装置1，用于将废旧锂电池单体放电；湿式破碎筛分装置2，用于将放电后的废旧锂电池单体进行湿式破碎筛分得到正极浆料和筛上物；压滤机3，用于将正极浆料过滤得到正极粉料。

本实用新型提供的拆解回收系统可以使废旧锂电池单体在电池放电装置1中放电后直接进入湿式破碎筛分装置2得到正极浆料和含有铁、铜和铝的筛上物，其中正极浆料可以直接进行压滤机3后变成正极粉料。其中，本实用新型的正极浆料为正极材料组成的浆料，筛上物包括电池壳、铜箔、铝箔等电池中除正极材料外的其它物质。

本实用新型采用湿式破碎筛分装置来避免破碎筛分过程中粉尘和有机废气散发到空气中污染环境。

其中，可以将得到的正极粉料送入锂钴镍回收装置，回收有价金属，得到电池级碳酸锂、硫酸钴、硫酸镍和硫酸锰，实现循环再造。使用压滤机3与湿式破碎筛分装置2的组合，可以在避免拆解过程中有机废气和粉尘的产生的同时，提高废旧锂电池单体的拆解效率。

在一个优选实施方式中，可以将电池放电装置1的出口与所述湿式破碎筛分装置2的入口相连，湿式破碎筛分装置2上设有供所述正极浆料输出的正极浆料出口和供所述筛上物输出的筛上物出口，压滤机3的入口与正极浆料出口连通。在该系统中，放电后的锂电池单体经过电池放电装置1的出口直接从与其相连的破碎筛分装置入口处进入湿式破碎筛分装置2进行湿式破碎筛分，得到的正极浆料从正极浆料出口输出后直接进入从与下极浆料出口连通的压滤机3入口处进入进行压滤，变成正极粉料。

其中，在本实用新型中，电池放电装置1可以为本领域中常用的放电装置，例如可以使用盐水槽对电池进行放电。

当需要折解回收的废旧锂电池包时，可以将废旧锂电池包先经初步拆解，拆解为电池模组，电池模组再经进一步拆解，拆解为锂电池单体，锂电池单体经过分容柜分容，分拣出具有梯次利用价值的电池，送往梯次利用工序组装成电池组，在适宜的场合使用。其余的废旧锂电池单体送入电池放电装置1中进行进一步处理。

针对废旧锂电池包，在本实用新型一个优选实施方式中，本实用新型的拆解回收系统还可以包括用于将废旧锂电池包拆解为废旧锂电池的初步拆解装置，初步拆解装置设于所述电池放电装置1的入口处。

该初步拆解装置还可以包括将废旧锂电池包拆解为电池模组的第一级初步拆解单元、将电池模组拆解为废旧锂电池单体的第二级初步拆解单元和将废旧锂电池单体分容的分容柜，第一级初步折解单元、第二级初步拆解单元和所述分容柜依次连接，分容柜的出口与所述电池放电装置1的入口连接。

在本实用新型一个优选实施方式中，湿式破碎筛分装置2包括湿式破碎机和湿式筛分装置；湿式破碎机用于将放电后的锂电池单体进行湿式破碎得到正极浆料和筛上物，湿式筛分装置用于分离正极浆料和所述筛上物，并将正极浆料输送至正极浆料出口，将筛上物输送至筛上物出口。

其中，将放电后的锂电池单体投入湿式破碎机中，湿式破碎机将放电后的锂电池单体和大量的溶剂一起剧烈搅拌、破碎，使锂电池单体中的正极材料成为正极浆料，其它电池壳、铜箔、铝箔、铁屑等物质的筛上物分散在正极浆料中成为混合物。为了提高筛分效率，使用湿式筛分装置对混合物进行筛分，即该混合物经过湿式筛分装置进行湿式筛分，将正极浆料和筛上物分开，同时分别将正极浆料输送至正极浆料出口，将上述筛上物输送至筛上物出口。湿式筛分筛网尺寸优选为20μm-100μm，从而即能更加有效将正极浆料和含有电池壳、铜箔、铝箔、铁屑等物质的筛上物分开，又能保证筛分的速度和效率。

其中，在本实用新型中，溶剂优选使用水。湿式破碎机可以使用本领域中常用的湿式破碎机。

在上述系统中，湿式破碎机的入口优选与电池放电装置1的出口直接相连，湿式破碎机的出口优选与湿式筛分装置的入口直接相连。

在本实用新型一个优选实施方式中，该拆解回收系统还包括正极浆料输送装置，用于将正极浆料输送至压滤机3的入口处。也可以为，该正极浆料输送装置的一端与正极浆料的出口连通，另一端与压滤机3 的入口连通，即湿式破碎筛分装置2与压滤机3通过正极浆料输送装置相连。

其中，正极浆料输送装置可以为本领域中常用的输送装置，例如泵。

为了提高废旧锂电池单体中各物质的利用率，湿式破碎和湿式筛分优选为多级。即湿式破碎筛分装置2包括多级湿式破碎筛分单元。以三级为最优。

在本实用新型一个优选实施方式中，湿式破碎筛分装置2包括依次连接的第一级湿式破碎筛分单元、第二级湿式破碎筛分单元和第三级湿式破碎筛分单元；

第一级湿式破碎筛分单元包括第一级湿式破碎机和第一级湿式筛分装置，第一级湿式破碎机用于将放电后的锂电池单体进行湿式破碎得到第一级正极浆料和第一级筛上物，湿式筛分装置用于分离所述第一级正极浆料和所述第一级筛上物；

第二级湿式破碎筛分单元包括第二级湿式破碎机和第二级湿式筛分装置，第二级湿式破碎机用于将第一级筛上物进行湿式破碎得到第二级正极浆料和第二级筛上物，第二级湿式筛分装置用于分离第二正极浆料和第二级筛上物；

第三级湿式破碎筛分单元包括第三级湿式破碎机和第三级湿式筛分装置，第三级湿式破碎机用于将第二级筛上物进行湿式破碎得到第三级正极浆料和第三级筛上物，第三级湿式筛分装置用于分离第三级正极浆料和第三级筛上物。为了有效将正极浆料和含有电池壳、铜箔、铝箔、铁屑等物质的筛上物分开，又能保证筛分的速度和效率，三级筛网采用不同的尺寸，第一级筛网尺寸为100μm-70μm，第二级筛网尺寸为到70μm-40μm，第三级筛网尺寸为到40μm-20μm。

在该系统中，第一级湿式破碎筛分单元中第一级湿式破碎机与电池放电装置1相连。

锂电池单体经电池放电装置1放电后进入第一级湿式破碎机进行湿式粗破，粗破后的粉料进入第一级湿式筛分装置，将电池壳、铜箔、铝箔等第一级筛上物与和第一级正极浆料分离，第一级筛上物进入第二级湿式破碎机进行二级精破，二级精破后的混合物进入第二级湿式筛分装置，将二级精破后的混合物进行二级筛分得到第二级正极浆料和第二级筛上物，第二级筛上物进入第三级湿式破碎机进行三级精破，三级精破后的混合物进入第三级湿式筛分装置，将三级精破后的混合物进行三级筛分得到第三级正极浆料和第三级筛上物。

其中，可以将第三级筛上物经磁选装置得到铁屑，其余经风选分别得到铜屑和铝屑，分别回收处理。

在上述系统中，将第一级正极浆料、第二级正极浆料以及第三级正极浆料均输送至压滤机3中过滤得到正极粉料，将得到的正极粉料送入正极材料回收车间如锂钴镍锰回收车间进行后续操作。

在每一级湿式筛分装置上均设有供正极浆料输出的正极浆料出口和供筛上物输出的筛上物出口。即第一级湿式筛分装置上设有供第一级正极浆料输出的第一级正极浆料出口和供第一级筛上物输出的第一级筛上物出口，第二级湿式筛分装置上设有供第二级正极浆料输出的第二级正极浆料出口和供第二级筛上物输出的第二级筛上物出口，第三级湿式筛分装置上设有供第三级正极浆料输出的第三级正极浆料出口和供第三级筛上物输出的第三级筛上物出口。

其中，第一级筛上物出口与第二级湿式破碎机的入口相连，第二级筛上物出口与第三级湿式破碎机的入口相连。

在本实用新型一个优选实施方式中，在每一级正极浆料出口处均设有压滤机，将正极浆料过滤得到正极粉料。

在本实用新型一个优选实施方式中，该拆解回收系统只设有一个压滤机3，多级正极浆料出口处正极浆料均输送至同一个压滤机3中进行压滤。

该拆解回收系统还可以包括第一级正极浆料输送装置、第二级正极浆料输送装置和第三级正极浆料输送装置；第一级正极浆料输送装置设在所述第一级湿式筛分装置的第一级正极浆料的出口处，用于将所述第一级正极浆料输送至所述压滤机3的入口处；第二级正极浆料输送装置设在所述第二级湿式筛分装置的第二级正极浆料的出口处，用于将所述第二级正极浆料输送至所述压滤机3的入口处；第三级正极浆料输送装置设在所述第三级湿式筛分装置的第三级正极浆料的出口处，用于将所述第三级正极浆料输送至所述压滤机3的入口处。

优选地是，第一级正极浆料输送装置一端与第一级湿式筛分装置的第一级正极料的出口相连，另一端与所述压滤机3相连，第二级正极浆料输送装置一端与第二级湿式筛分装置的第二级正极料的出口相连，另一端与所述压滤机3相连，第三级正极浆料输送装置一端与第三级湿式筛分装置的第三级正极料的出口相连，另一端与所述压滤机3 相连。

该第一级正极浆料输送装置、第二级正极浆料输送装置和第三级正极浆料输送装置可以为本领域中常用的输送装置，可以优选为泵。

本实用新型还提供了一种废旧锂电池的拆解回收方法，该拆解回收方法包括：

将废旧锂电池单体放电后进行湿式破碎得到正极浆料和筛上物，所述正极浆料通过过滤得到正极粉料以回收有价金属，所述筛上物经筛选得到铁、铜和铝。

其中，为了有效将正极浆料和含有电池壳、铜箔、铝箔、铁屑等物质的筛上物分开，又能保证筛分的速度和效率，湿式破碎包括三级湿式破碎，通过第一级湿式破碎，将筛上物的粒度控制在100μm-70μm 以内，通过第二级湿式破碎，将筛上物的粒度控制在70μm-40μm以内，通过第三级湿式破碎，将筛上物的粒度控制在40μm-20μm以内。

在本实用新型一个优选实施方式中，如图2所示，该拆解回收方法优选包括：

当需要折解回收的废旧锂电池包时，可以将废旧锂电池包先拆解为锂电池单体，锂电池单体经过分容柜分容，分拣出具有梯次利用价值的电池，送往梯次利用工序组装成电池组，在适宜的场合使用。

将其余的废旧锂电池单体放电后进行第一级湿式粗破得到第一级正极浆料和第一级筛上物，经第一级湿式筛分后，第一级正极浆料通过压滤得到正极粉料，第一级筛上物进行第二级湿式精破得到第二级正极浆料和第二级筛上物，经第二级湿式筛分后，第二级正极浆料通过压滤得到正极粉料，第二级筛上物进行第三级湿式精破得到第三级正极浆料和第三级筛上物，第三级正极浆料通过压滤得到正极粉料。

将得到的正极粉料送入锂钴镍回收装置，回收有价金属，得到电池级碳酸锂、硫酸钴、硫酸镍和硫酸锰，实现循环再造。将得到的第三级筛上物通过经磁选装置得到铁屑，再经过风选分别得到铜屑和铝屑。

最后，本实用新型的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种废旧锂电池的拆解回收系统，其特征在于，包括：依次连接的电池放电装置、湿式破碎筛分装置和压滤机；

所述电池放电装置，用于将废旧锂电池单体放电；

所述湿式破碎筛分装置，用于将放电后的废旧锂电池单体进行湿式破碎筛分得到正极浆料和筛上物；

所述压滤机，用于将所述正极浆料过滤得到正极粉料。

2.根据权利要求1所述的废旧锂电池的拆解回收系统，其特征在于，所述电池放电装置的出口与所述湿式破碎筛分装置的入口相连，所述湿式破碎筛分装置上设有供所述正极浆料输出的正极浆料出口和供所述筛上物输出的筛上物出口，所述压滤机的入口与所述正极浆料出口连通。

3.根据权利要求2所述的废旧锂电池的拆解回收系统，其特征在于，所述湿式破碎筛分装置包括湿式破碎机和湿式筛分装置；所述湿式破碎机用于将放电后的锂电池单体进行湿式破碎得到正极浆料和筛上物，所述湿式筛分装置用于分离所述正极浆料和所述筛上物，并将所述正极浆料输送至所述正极浆料出口，将所述筛上物输送至所述筛上物出口。

4.根据权利要求1所述的废旧锂电池的拆解回收系统，其特征在于，所述湿式破碎筛分装置中湿式筛分筛网尺寸为20μm-100μm。

5.根据权利要求1所述的废旧锂电池的拆解回收系统，其特征在于，所述湿式破碎筛分装置包括依次连接的第一级湿式破碎筛分单元、第二级湿式破碎筛分单元和第三级湿式破碎筛分单元；

所述第一级湿式破碎筛分单元包括第一级湿式破碎机和第一级湿式筛分装置，所述第一级湿式破碎机用于将放电后的锂电池单体进行湿式破碎得到第一级正极浆料和第一级筛上物，所述湿式筛分装置用于分离所述第一级正极浆料和所述第一级筛上物；

所述第二级湿式破碎筛分单元包括第二级湿式破碎机和第二级湿式筛分装置，所述第二级湿式破碎机用于将所述第一级筛上物进行湿式破碎得到第二级正极浆料和第二级筛上物，所述第二级湿式筛分装置用于分离所述第二级正极浆料和所述第二级筛上物；

所述第三级湿式破碎筛分单元包括第三级湿式破碎机和第三级湿式筛分装置，所述第三级湿式破碎机用于将所述第二级筛上物进行湿式破碎得到第三级正极浆料和第三级筛上物，所述第三级湿式筛分装置用于分离所述第三级正极浆料和所述第三级筛上物。

6.根据权利要求5所述的废旧锂电池的拆解回收系统，其特征在于，所述第一级湿式筛分装置中第一级筛网尺寸为100μm-70μm，所述第二级湿式筛分装置中第二级筛网尺寸为70μm-40μm，所述第三级湿式筛分装置中第三级筛网尺寸为40μm-20μm。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的废旧锂电池的拆解回收系统，其特征在于，还包括正极浆料输送装置，所述正极浆料输送装置一端与所述湿式破碎筛分装置相连，另一端与所述压滤机相连。

8.根据权利要求5或6所述的废旧锂电池的拆解回收系统，其特征在于，还包括第一级正极浆料输送装置、第二级正极浆料输送装置和第三级正极浆料输送装置；

所述第一级正极浆料输送装置一端与第一级湿式筛分装置相连，另一端与所述压滤机相连，第二级正极浆料输送装置一端与第二级湿式筛分装置相连，另一端与所述压滤机相连，第三级正极浆料输送装置一端与第三级湿式筛分装置相连，另一端与所述压滤机相连。

9.根据权利要求1所述的废旧锂电池的拆解回收系统，其特征在于，还包括用于将废旧锂电池包拆解为废旧锂电池的初步拆解装置，所述初步拆解装置设于所述电池放电装置的入口处。

10.根据权利要求9所述的废旧锂电池的拆解回收系统，其特征在于，所述初步拆解装置还包括将废旧锂电池包拆解为电池模组的第一级初步拆解单元、将所述电池模组拆解为废旧锂电池单体的第二级初步拆解单元和将所述废旧锂电池单体分容的分容柜，所述第一级初步折解单元、所述第二级初步拆解单元和所述分容柜依次连接，所述分容柜的出口与所述电池放电装置的入口连接。