JP7219858B2 - 特に充電式バッテリのような使用済みバッテリを処理するリサイクル方法およびバッテリ処理設備 - Google Patents
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Description
砕メカニズムによっても機能し得るものである。好ましい実施形態によれば、粉砕ユニットは、粉砕ユニットが配置されている容器を含む粉砕装置の一部を形成する。
もバッテリ加工の設置や周囲に危険を及ぼす可能性がある。したがって、それらの発達を防ぐことは有益である。
代替的または追加的に、進行パラメータは、利用可能な凝縮器内の凝縮ガス成分の凝縮物流(例えば、単位時間当たりの物質の体積、質量、重量または量で測定される)であることが可能である。あるいは、進行パラメータは、乾燥容器内の圧力または乾燥容器から出るガスの流れである。ポンプ出力が一定の場合、圧力は、おおよそ、乾燥の進行と伝達される材料の温度にのみ依存する。電解質がほとんど気化していると、圧力が低下する。ガス流もまた減少する。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] 以下の工程を含む使用済みリチウムバッテリ(10)の処理方法において、
(a)粉砕材料(24)が得られるようにバッテリ(10)を粉砕し、
(b)不活性化粉砕材料(42)が得られるように前記粉砕材料(24)を不活性化し、
(c)最高圧力300hPa、最高温度80℃で乾燥し、
(d)前記不活性化粉砕材料(42)が輸送容器に充填されていない、および/または前記不活性化粉砕材料が前記乾燥処理後に直ちに更に処理される、
ことを特徴とする使用済みリチウムバッテリの処理方法。
[2] 前記バッテリは、前記バッテリのバインダーの分解温度より低い温度で乾燥され、
前記粉砕材料(24)は、電気化学反応ができないように、乾燥によって不活性化されることを特徴とする[1]に記載の方法。
[3] 前記乾燥工程中に発生したガスを、特に大気圧および/または0℃より高く50℃より低い温度で凝縮させることを特徴とする[1]または[2]のいずれか1に記載の方法。
[4] 前記乾燥工程中に乾燥装置の雰囲気中の有機炭酸塩濃度を連続的に監視し、
爆発限界の下限を下回るまで前記乾燥工程を終了しないことを特徴とする[1]乃至[3]のいずれか1に記載の方法。
[5] 前記乾燥工程は、乾燥時間の少なくとも50%の間に30hPaの最大圧力で行われ、
前記乾燥工程中の最低圧力が最大50hPaであることを特徴とする[1]乃至[4]のいずれか1に記載の方法。
[6] 前記粉砕材料(24,42)は、特にそれを乾燥装置から取り出すときには、攪拌機によって前記乾燥装置内で移動され、
前記攪拌機を使用して、前記粉砕材料(24)の乾燥に必要な蒸発熱を少なくとも50%、特に少なくとも80%供給する、ことを特徴とする[1]乃至[5]のいずれか1に記載の方法。
[7] 前記乾燥工程中に発生したガスが吸い出され、
前記攪拌機を用いた移動は、前記粉砕材料(42)のコーティング材料の少なくとも50重量%が吸引されるように行われる、ことを特徴とする[1]乃至[6]のいずれか1に記載の方法。
[8] 前記粉砕工程と前記乾燥工程は1つの容器内でのみ行われることを特徴とする[1]乃至[7]のいずれか1に記載の方法。
[9] バッテリ、特にリチウムバッテリの処理のためのバッテリ処理設備であって、
(a)粉砕材料(24)が得られるようにバッテリ(10)を粉砕するための粉砕ユニット(18)と、
(b)前記粉砕材料(24)を不活性化するための乾燥装置(26)の形態の不活性化装置(26)と、
(c)前記乾燥装置(26)内に真空を生じさせることを目的として前記乾燥装置(26)に接続された真空装置と、
(d)最高温度80℃、特に80℃未満で乾燥するように前記乾燥装置(26)が構成されていることと、
を有することを特徴とするバッテリ処理設備。
[10] 前記粉砕ユニット(18)は前記乾燥装置内に配置されていることを特徴とする[9]に記載の設備。
[11] 前記乾燥装置から吸い出された気体電解質を凝縮するための凝縮器と、
材料の流れ方向において前記乾燥装置と前記凝縮器および/または少なくとも1つのポンプとの間に配置される粒子分離器と、
をさらに有することを特徴とする[9]または[10]のいずれか1に記載の設備。
[12] 前記粉砕装置と前記乾燥装置とを接続する気密および/または防塵コンベア(26)をさらに有することを特徴とする[9]乃至[11]のいずれか1に記載の設備。
[13] バッテリを供給するために前記粉砕ユニット(18)の前に配置されるエアロック、および/または、材料の流れ方向において前記乾燥装置と前記凝縮器との間に配置される粒子分離器をさらに有することを特徴とする[9]乃至[12]のいずれか1に記載の設備。
[14] 前記乾燥装置は、好ましくは真空ポンプおよび/または前記凝縮器の熱放散からの熱を利用するヒータを含むことを特徴とする[9]乃至[13]のいずれか1に記載の設備。
[15] 前記乾燥装置は、少なくとも1つの空冷式ドライ真空ポンプ、特にその体積流量が400hPaで達成可能な最大最小圧力が異なる少なくとも2つの真空ポンプを備えることを特徴とする[9]乃至[14]のいずれか1に記載の設備。
[16] 前記粉砕ユニットは、前記粉砕材料の最大サイズを制限するためのボトム篩いを備えることを特徴とする[9]乃至[15]のいずれか1に記載の設備。
18;粉砕ユニット、19;液体窒素源、20;保護ガス、22;保護ガスボンベ、
24;粉砕物、26;乾燥装置、27;粉砕前のエアロック、28;エアロック、
29;真空設備、30;真空ポンプ、31;ガス、32;ガス浄化装置、34;凝縮器、
36;活性炭フィルタ、38;凝縮物容器、40;制御弁、41;撹拌装置、
42;不活性の粉砕物、44;移し詰め装置、46;輸送容器、
48;洗浄配管、50;圧縮ガスボンベ、52;バッテリ処理設備、
54;標準コンテナ、56;第1のコンベア、58;第2のコンベア、
60;単体分離粉砕機、62;シフタ、64;輸送容器取出装置、
66;単体分離材料、68;第3のコンベア、70;第4のコンベア、
72;篩い分けされた材料、74;分別装置、76;活性材料画分、78;輸送容器、
80;支持体画分、82;第5のコンベア、84;移し詰めユニット、
86;容器、88;他の移し詰めユニット、90;粒子除去装置、
92;容器、94;酸化装置、96;出力エアロック、98;サイロ、
100;重量物分離機、102;粉砕機、108;軽量物、110;重量物、
p;圧力
Claims (16)
- 以下の工程を含む使用済みリチウムバッテリ(10)の処理方法において、
(a)粉砕材料(24)が得られるようにバッテリ(10)を粉砕し、
(b)不活性化粉砕材料(42)が得られるように前記粉砕材料(24)を不活性化し、
(c)最高圧力300hPa、最高温度80℃で乾燥し、
(d)前記不活性化粉砕材料(42)が輸送容器に充填されていない、および/または
前記不活性化粉砕材料が前記乾燥処理後に直ちに更に処理され、
(e)気化した電解液が凝縮される、
ことを特徴とする使用済みリチウムバッテリの処理方法。 - 前記バッテリは、前記バッテリのバインダーの分解温度より低い温度で乾燥され、および/または、
前記粉砕材料(24)は、乾燥により電気化学反応ができないように不活性化されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記乾燥工程中に発生したガスを大気圧および/または0℃より高く50℃より低い温度で凝縮させることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の方法。
- 前記乾燥工程中に乾燥装置の雰囲気中の有機炭酸塩濃度を連続的に監視し、
爆発限界の下限を下回るまで前記乾燥工程を終了しないことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記乾燥工程は、乾燥時間の少なくとも50%の間に30hPaの最大圧力で行われ、
前記乾燥工程中の最低圧力が最大50hPaであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記粉砕材料(24,42)は、特にそれを乾燥装置から取り出すときには、攪拌機によって前記乾燥装置内で移動され、
前記攪拌機を使用して、前記粉砕材料(24)の乾燥に必要な気化熱を少なくとも50%供給する、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。 - 前記乾燥工程中に発生したガスが吸い出され、
前記攪拌機を用いた移動は、前記粉砕材料(42)のコーティング材料の少なくとも50重量%が吸引されるように行われる、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。 - 前記粉砕工程と前記乾燥工程は1つの容器内でのみ行われることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法。
- バッテリの処理のためのバッテリ処理設備であって、
(a)粉砕材料(24)が得られるようにバッテリ(10)を粉砕するための粉砕ユニット(18)と、
(b)前記粉砕材料(24)を不活性化するための乾燥装置(26)の形態の不活性化装置(26)と、
(c)前記乾燥装置(26)内に真空を生じさせることを目的として前記乾燥装置(26)に接続された真空装置と、
(d)最高温度80℃で乾燥するように前記乾燥装置(26)が構成されていることと、
(e)前記バッテリ処理設備は、前記乾燥装置から吸い出されたガス状電解質を凝縮するための凝縮器(34)を有することを特徴とするバッテリ処理設備。 - 前記粉砕ユニット(18)は前記乾燥装置内に配置されていることを特徴とする請求項9に記載の設備。
- 材料の流れ方向において前記乾燥装置と前記凝縮器および/または少なくとも1つのポンプとの間に配置される粒子分離器をさらに有することを特徴とする請求項9または10のいずれか1項に記載の設備。
- 前記粉砕装置と前記乾燥装置とを接続する気密および/または防塵コンベア(56,58,68,70,82)をさらに有することを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載の設備。
- バッテリを供給するために前記粉砕ユニット(18)の前方に配置されるエアロック、および/または、材料の流れ方向において前記乾燥装置と前記凝縮器との間に配置される粒子分離器をさらに有することを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載の設備。
- 前記乾燥装置は、ヒータを含むことを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載の設備。
- 前記乾燥装置は、少なくとも1つの空冷式ドライ真空ポンプを備えることを特徴とする請求項9乃至14のいずれか1項に記載の設備。
- 前記粉砕ユニットは、前記粉砕材料の最大サイズを制限するためのボトム篩いを備えることを特徴とする請求項9乃至15のいずれか1項に記載の設備。
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