KR20230154648A - Battery recycling system - Google Patents

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KR20230154648A
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Abstract

본 발명은 건식에 의한 원형 및 각형 배터리 재활용 시스템에 관한 것으로 환경오염을 줄임과 동시에 자원을 재활을 할 수 있는 배터리 재활용시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a dry round and square battery recycling system that can reduce environmental pollution and rehabilitate resources.

Description

건식에 의한 원형 및 각형 배터리 재활용 시스템{Battery recycling system}Dry round and square battery recycling system {Battery recycling system}

본 발명은 건식에 의한 원형 및 각형 배터리 재활용 시스템에 관한 것으로 환경오염을 줄임과 동시에 자원을 재활을 할 수 있는 배터리 재활용시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a dry round and square battery recycling system that can reduce environmental pollution and rehabilitate resources.

오늘날 대부분의 배터리-이온 배터리는 환경에 미치는 영향이 크며 많은 귀중한 물질을 회수하지 못하는 방식으로 재활용된다. 리튬 및 코발트와 같은 리튬-이온 배터리의 제조에 사용되는 물질은 가까운 특성으로 위험에 처할 것으로 예상되며, 이들 물질의 대체 공급원은 리튬-이온 배터리의 저렴한 비용을 보장하기 위해 사용되어야 한다. 배터리 구성요소의 원자재 개발은 환경 부담이 크므로 전기 자동차 사용에 긍정적인 환경 영향을 미치기 위해서는 재활용이 필요하다.Most battery-ion batteries today are recycled in ways that have a significant environmental impact and do not recover many valuable materials. Materials used in the manufacture of lithium-ion batteries, such as lithium and cobalt, are expected to be at risk due to their close properties, and alternative sources of these materials should be used to ensure the low cost of lithium-ion batteries. The development of raw materials for battery components places a large environmental burden, so recycling is necessary to ensure a positive environmental impact in the use of electric vehicles.

일부 배터리 재활용 장치(recycler)는 분쇄 후 케이싱(casing), 집전기 및 전극 물질과 같은 배터리의 상이한 구성요소의 기계적 및 물리적 분리에 중점을 둔다. 이들 공정은 통상적으로 제어된 불활성 분위기 하에 배터리를 분쇄하는 것을 수반한다. 그 후에, 분쇄된 물질은 체질(sieving), 공기 및 자기 분리에 의해 분리되고 추가가공을 위해 다른 설비로 보내진다. 이들 유형은 부가 가치가 높은 구성요소를 생산하는 방식에 제공하는 바가 거의 없으며, 주로 전체 사용된 배터리를 취급할 때 환경에 미치는 영향을 무시하는 데 유용하다.Some battery recyclers focus on mechanical and physical separation of the different components of the battery, such as casing, current collector and electrode materials, after shredding. These processes typically involve grinding the battery under a controlled inert atmosphere. Afterwards, the ground material is separated by sieving, air and magnetic separation and sent to other facilities for further processing. These types offer little in the way of producing high-value components and are mainly useful for ignoring the environmental impact of handling fully used batteries.

건식제련(pyrometallurgical) 공정은 소모된 리튬-이온 배터리의 상이한 요소를 분리하는 데 사용될 수 있다.The pyrometallurgical process can be used to separate the different components of a spent lithium-ion battery.

고온에서 유기물 및 중합체를 가열함으로써, 구성요소가 연소된다. 코발트, 구리 및 니켈과 같은 더 무거운 금속은 합금으로 용융되고, 다른 요소는 슬래그로 종료된다. 금속 합금은 분리를 위해 금속 제련소(smelter)로 판매된다. 중요하게는, 리튬은 이들 공정의 슬래그에서 손실되며, 만회되어 판매될 수 없다. 판매되는 합금은 분리된 순수한 금속의 가치의 일부를 소유한다.By heating organics and polymers at high temperatures, the components burn. Heavier metals such as cobalt, copper and nickel are melted into alloys, while other elements end up as slag. Metal alloys are sold to metal smelters for separation. Importantly, lithium is lost in the slag of these processes and cannot be recovered and sold. The alloy sold retains a portion of the value of the pure metal from which it was isolated.

습식제련(hydrometallurgical) 공정은 종종 캐소드에 함유된 상이한 금속을 분리하고 정제하기 위해 기계적 처리 후에 사용된다.Hydrometallurgical processes are often used after mechanical treatment to separate and purify the different metals contained in the cathode.

이들 공정은 통상적으로 금속 옥사이드를 수용액에 용해시키는 삼출 단계 및 비교적 순수한 금속을 얻기 위해 상이한 침전 및 분리 단계를 수반한다. 이들 유형의 공정은 아직 개발 중이며, 액체 질소 침지 또는 다량의 화학물질 사용과 같은 단계로 인해 작동 비용이 많이 든다. 또한, 액체 폐기물의 처리는 통상적으로 거의 고려되지 않고 있다.These processes typically involve an exudation step to dissolve the metal oxide in an aqueous solution and different precipitation and separation steps to obtain relatively pure metals. These types of processes are still under development and are expensive to operate due to steps such as liquid nitrogen immersion or the use of large amounts of chemicals. Additionally, the disposal of liquid waste is usually given little consideration.

또한, 리튬 배터리는 전기 에너지가 리튬에 기반한 전기화학 반응에 의해 저장된 배터리이다. 리튬 배터리는 광범위한 범주의 목적에 사용된다. 리튬 배터리의 재활용은 여전히 문제를 안고 있다. 리튬 배터리의 생산에 재사용될 수 있는 품질로 전극에 함유된 흑연을 재활용하는 것은 아직 가능하지 않다. 리튬의 회수는 또한 문제를 야기한다. 더욱이, 리튬 배터리에 존재할 수 있는 코발트, 니켈 및 망간의 회수는 소정의 품질로만 일반적으로 가능하여, 신규 리튬 배터리에서 이의 사용은 경제적으로 불가능하게 한다. 전체로서 고려되는 경우, 배터리 셀(battery Additionally, a lithium battery is a battery in which electrical energy is stored through an electrochemical reaction based on lithium. Lithium batteries are used for a wide range of purposes. Recycling of lithium batteries still poses problems. It is not yet possible to recycle the graphite contained in the electrodes to a quality where it can be reused in the production of lithium batteries. Recovery of lithium also poses problems. Moreover, recovery of cobalt, nickel and manganese that may be present in lithium batteries is generally only possible to a certain quality, making their use in new lithium batteries economically unfeasible. When considered as a whole, battery cells

cell)의 측면에서 알려진 재활용하는 방법의 물질 재활용 효율은 50중량% 미만으로 이루어지는 실정에 있다.In terms of cell), the material recycling efficiency of known recycling methods is less than 50% by weight.

국제공개번호 제WO2019060996호(2019.04.04)International Publication No. WO2019060996 (2019.04.04) 대한민국 특허청 등록특허 제10-2134719호(2020.07.10)Republic of Korea Intellectual Property Office Patent No. 10-2134719 (2020.07.10)

본 발명의 해결 하고자 하는 과제는 The problem to be solved by the present invention is

비용을 최소화함과 동시에 건식에 의한 원형 및 각형 배터리 재활용 시스템을 제공하는 데 있다.The goal is to provide a dry round and square battery recycling system while minimizing costs.

본 발명의 해결과제는The problem solved by the present invention is

배터리 재활용 시스템에 있어서, In the battery recycling system,

방전기단계; 30mm under 1차슈레더단계; 10mm under 1차커터밀단계; 일단2종 7~10mm 1차 선별단계; 자력선별단계; 정량공급단계; 색채선별단계; 정량공급단계; 철/알루미늄/프라스틱 진공흡입선별단계; 7.0mm Under단계; Discharger stage; 30mm under 1st shredder stage; 10mm under 1st cutter mill stage; First, 2 types 7~10mm first selection stage; Magnetic sorting step; Quantitative supply stage; Color sorting step; Quantitative supply stage; Iron/aluminum/plastic vacuum suction sorting step; 7.0mm Under stage;

2차 커터밀단계; 파인밀단계; 집진기 회수단계; 정량공급단계; Cu/Al/분리막 비중선별단계; 집진기회수단계; 초음파선별단계;로 이루어진 건식에 의한 원형 및 각형 배터리 재활용 시스템을 제공하는 데 있다.Second cutter mill stage; Fine mill stage; Dust collector recovery step; Quantitative supply stage; Cu/Al/separator specific gravity selection step; Dust collection opportunity recovery stage; The aim is to provide a dry round and square battery recycling system consisting of an ultrasonic sorting step.

본 발명의 건식에 의한 원형 및 각형 배터리 재활용 시스템은 다양한 형태의 배터리를 건식 의한 방법으로 재활용할 수 있는 효과가 있다.The dry round and square battery recycling system of the present invention is effective in recycling various types of batteries by a dry method.

도 1은 본 발명의 건식에 의한 원형 및 각형 배터리 재활용 시스템을 도시한 순서도.1 is a flow chart showing a dry circular and square battery recycling system of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함하는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may also be named a first component. The term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 이동, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 이동, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "include" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, movements, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features or It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, movements, components, parts, or combinations thereof.

또한, 본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 그중 특정 실시예를 상세한 설명과 도면의 예시를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. In addition, the present invention may have various modifications and various embodiments, and specific embodiments thereof will be described in more detail through detailed descriptions and drawings.

아울러, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 주지 관용 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 설명을 생략한다. In addition, when describing the present invention, if it is judged that a detailed description of related well-known and common techniques may obscure the gist of the present invention, the description will be omitted.

또한, 본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 그중 특정 실시예를 상세한 설명과 도면의 예시를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 주지 관용 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 설명을 생략한다.In addition, the present invention may have various modifications and various embodiments, and specific embodiments thereof will be described in more detail through detailed descriptions and drawings. In addition, when describing the present invention, if it is judged that a detailed description of related well-known and common techniques may obscure the gist of the present invention, the description will be omitted.

본 발명의 of the present invention

배터리 재활용 시스템에 있어서,In the battery recycling system,

방전기단계; 30mm under 1차슈레더단계; 10mm under 1차커터밀단계; 일단2종 7~10mm 1차 선별단계; 자력선별단계; 정량공급단계; 색채선별단계; 정량공급단계; 철/알루미늄/프라스틱 진공흡입선별단계; 7.0mm Under단계;Discharger stage; 30mm under 1st shredder stage; 10mm under 1st cutter mill stage; First, 2 types 7~10mm first selection stage; Magnetic sorting step; Quantitative supply stage; Color sorting step; Quantitative supply stage; Iron/aluminum/plastic vacuum suction sorting step; 7.0mm Under level;

2차 커터밀단계; 파인밀단계; 집진기 회수단계; 정량공급단계; Cu/Al/분리막 비중선별단계; 집진기회수단계; 초음파선별단계;로 이루어진 건식에 의한 원형 및 각형 배터리 재활용 시스템을 제공하는 데 특징이 있다.Second cutter mill stage; Fine mill stage; Dust collector recovery step; Quantitative supply stage; Cu/Al/separator specific gravity selection step; Dust collection opportunity recovery stage; It is characterized by providing a dry round and square battery recycling system consisting of an ultrasonic sorting step.

Claims (2)

배터리 재활용 시스템에 있어서,
방전기단계; 30mm under 1차슈레더단계; 10mm under 1차커터밀단계; 일단2종 7~10mm 1차 선별단계; 자력선별단계; 정량공급단계; 색채선별단계; 정량공급단계; 철/알루미늄/프라스틱 진공흡입선별단계; 7.0mm Under단계;
2차 커터밀단계; 파인밀단계; 집진기 회수단계; 정량공급단계; Cu/Al/분리막 비중선별단계; 집진기회수단계; 초음파선별단계;로 이루어진 건식에 의한 원형 및 각형 배터리 재활용 시스템.
In the battery recycling system,
Discharger stage; 30mm under 1st shredder stage; 10mm under 1st cutter mill stage; First, 2 types 7~10mm first selection stage; Magnetic sorting step; Quantitative supply stage; Color sorting step; Quantitative supply stage; Iron/aluminum/plastic vacuum suction sorting step; 7.0mm Under stage;
Second cutter mill stage; Fine mill stage; Dust collector recovery step; Quantitative supply stage; Cu/Al/separator specific gravity selection step; Dust collection opportunity recovery stage; A dry round and square battery recycling system consisting of an ultrasonic sorting step.
배터리 재활용 시스템에 있어서,
방전기단계; 1차슈레더단계; 1차커터밀단계; 1차선별단계; 자력선별단계; 정량공급단계; 색채선별단계; 정7.0mm Under단계; 2차 커터밀단계; 파인밀단계; 집진기 회수단계; 정량공급단계; 비중선별단계; 집진기회수단계; 초음파선별단계;로 이루어진 건식에 의한 원형 및 각형 배터리 재활용 시스템.
In the battery recycling system,
Discharger stage; 1st shredder stage; First cutter mill stage; First screening stage; Magnetic sorting step; Quantitative supply stage; Color sorting step; Positive 7.0mm Under level; Second cutter mill stage; Fine mill stage; Dust collector recovery step; Quantitative supply stage; Specific gravity selection step; Dust collection opportunity recovery stage; A dry round and square battery recycling system consisting of an ultrasonic sorting step.
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