[發明專利]一種廢舊鋰離子電池前處理綠色回收處理方法及其設備

有效

• 申請號: 201710287280.2
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN106848475B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 程前;陳治國;柯良金;雷植深
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 何家富

本發明公開了一種廢舊鋰離子電池前處理綠色回收處理方法及其設備，所述處理方法為：S1:將廢舊鋰離子電池放入NaCl溶液中浸泡進行充分放電，后清水清洗，風干；S2：破碎前，將吸附劑承載板卡在錐形箱體內側活動卡槽內，將S1中得到的廢舊鋰離子電池置于破碎機中進行干法沖擊破碎，同時開啟抽氣機，控制抽氣機功率，使破碎過程中產生的污染性氣體與吸附劑進行充分接觸并被吸附劑吸附；S3：S2中未被吸附的污染性氣體可經導氣管排入吸收液。其設備包括錐形箱體（1）、吸附劑承載板（2）、抽氣機（3）、導氣管（4）、氣體檢測儀（5）和吸收液容器（6）。該處理方法具有工藝簡單且高效、回收成本低、環保的優點。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池綠色回收、再生資源的回收與利用，特別涉及一種廢舊鋰離子電池前處理綠色回收處理方法及其設備。

背景技術

我國是世界上鋰離子電池生產和消費大國，僅2016年鋰離子電池的產量即達到78.4 億只。鋰離子電池的壽命一般是3 年左右，廢舊鋰離子電池的產生給環境造成了巨大的壓力和嚴重污染。鋰離子電池主要由外殼、正極、負極、電解液和隔膜幾部分組成。廢舊鋰離子電池的正極由正極活性物質(含稀有金屬鋰、貴重金屬鈷、鎳、錳等)涂布于鋁箔集流體組成，廢舊鋰離子電池的負極由負極活性物質(含鋰、石墨等)銅箔流體組成。電解液一般由高純度的有機溶劑(碳酸酯等)、電解質鋰鹽(六氟磷酸鋰等)、必要的添加劑等原料組成。這些物質若不經過處理會對大氣、水、土壤造成嚴重的污染并對生態系統產生危害。現有的技術主要針對廢舊鋰離子電池的有效成分(正極活性物質、負極活性物質、鋁、銅等金屬)進行回收，而忽略了回收過程中產生的二次污染。鋰離子電池電解液成分中六氟磷酸鋰占40%左右，六氟磷酸鋰熱穩定性差，易分解生成氟化鋰(LiF)和五氟化磷(PF₅)，同時其易水解，在潮濕的空氣中便會水解生成對人體骨骼有極強腐蝕作用的氟化氫(HF)和難以降解的三氟氧磷(POF₃)。并且有機溶劑在拆解的過程中也會揮發，釋放的揮發性氣體對環境造成污染，同時會對操作人員的健康造成嚴重傷害。

現有的廢舊鋰離子電池前處理方法有手工拆解、濕法沖擊破碎和干法沖擊破碎。手工拆解效率低，難以實現工業化。濕法沖擊破碎和干法沖擊破碎均可以對廢舊鋰離子電池進行選擇性破碎，易實現工業化。中國發明專利申請文件CN 102637921 A公開了一種新型高效廢舊鋰離子電池資源化綜合利用方法，其采用的預處理工序是將廢舊鋰離子電池在水介質中利用剪切式破碎機將廢舊鋰離子電池破碎，使正負極材料從極板剝落下來。該專利能使廢舊鋰離子電池的電解液充分與水解質接觸反應，但是未考慮破碎過程產生的HF氣體和揮發性有機溶劑的逸出對環境的影響，且電解質和高分子隔膜均為難降解材料，若混入廢水中會增加廢水的處理難度。實用新型專利CN 204817211 U公開了一種廢舊鋰電池破碎分選一體化裝置，該專利詳細闡述了裝置包括自動上料裝置、粗破分選裝置和細破分選裝置，但是未考慮到破碎過程中的二次污染問題。干法沖擊破碎相對濕法沖擊破碎能使活性材料更易脫離集流體，使得破碎的產物雜質含量減少，且更易于后續材料的分離以及循環再利用。因此，開發一種廢舊鋰離子電池干法沖擊破碎過程中污染性氣體綠色回收再利用設備，對回收過程中前處理產生的二次污染進行控制和轉化具有可觀的環境、經濟和社會效益。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝簡單且高效、回收成本低、環保的廢舊鋰離子電池前處理綠色回收處理方法及其設備。

為實現上述目的， 本發明提供了一種廢舊鋰離子電池前處理綠色回收處理方法，其特征在于，所述處理方法為：

S1:將廢舊鋰離子電池放入NaCl溶液中浸泡進行充分放電，后清水清洗，風干；

S2：破碎前，將吸附劑承載板卡在錐形箱體內側活動卡槽內，將S1中得到的廢舊鋰離子電池置于破碎機中進行干法沖擊破碎，同時開啟抽氣機，使破碎過程中產生的污染性氣體與吸附劑進行充分接觸并被吸附劑吸附；

S3：S2中未被吸附的污染性氣體可經導氣管排入吸收液。