[發明專利]一種鋰離子電池無害化處理方法及系統

有效

• 申請號: 201710822783.5
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107591583B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 朱建楠;李肖肖;王楠;齊彬偉;李興旺
• 申請（專利權）人: 中航鋰電（洛陽）有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡云飛

本發明涉及一種鋰離子電池無害化處理方法及系統，屬于鋰離子電池技術領域。本發明的鋰離子電池無害化處理方法包括如下步驟：將鋰離子電池破碎，得到鋰離子電池破碎料；將所得鋰離子電池破碎料置于密閉反應腔內抽真空處理，然后對鋰離子電池破碎料進行蒸汽反應處理，反應后抽真空處理；蒸汽反應處理過程中收集蒸汽反應產生的氣體。鋰離子電池無害化處理系統包括用來將鋰離子電池進行破碎的安全破碎系統，蒸汽反應系統，所述蒸汽反應系統包括用來供鋰離子電池破碎料進行反應的密閉的蒸汽反應腔，所述蒸汽反應腔上設置有蒸汽進口及尾氣出口。本發明的鋰離子電池無害化處理方法和裝置能夠實現鋰離子電池的徹底無害化，具有較高的電解液去除率。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池無害化處理方法及系統，屬于鋰離子電池技術領域。

背景技術

隨著新能源產業的快速發展，大量的鋰離子電池被應用在電動汽車和儲能電站上，其中部分鋰離子電池已經報廢，隨著時間的推移，報廢鋰離子電池的數量將急劇上升。

目前主流的鋰離子電池回收工藝根據處理對象的不同分為火法和機械分離兩種工藝。火法一般應用在三元材料鋰離子電池中，通過直接燃燒的方式來獲得無機物爐渣，接著通過濕法冶金獲得高價值的鎳鈷錳等元素。火法雖然簡單直接，但是燃燒帶來的二噁英問題令全世界頭疼。機械分離法就是電池的逆向過程，一般通過拆解、破碎、分選等方式將電池分選成單一組成的各種原材料。然而，前期電解液的處理問題一直沒有得到有效的解決。申請號分別為201110330073.3、201510497115.0、201610714920.9的中國發明專利只涉及了電池材料的再生利用問題，沒有就電解液這一不可避免的問題提出有效的處理方式。申請號為201210308146.3的中國發明專利提到了先打孔后浸泡的方式來處理電解液。但是這種方式耗時長，能耗高，難以實現規模化。申請號為201310290286.7的中國發明專利利用離心的方式來去除收集電解液，然而這種方式只能去除大部分電解液，吸附在正負極材料和隔膜上的電解液仍然得不到去除。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電解液去除徹底且效率高的鋰離子電池無害化處理方法。

本發明的另一個目的在于提供一種鋰離子電池無害化處理系統。

為實現上述目的，本發明的鋰離子電池無害化處理方法的技術方案是：

一種鋰離子電池無害化處理方法，包括如下步驟：

1)將鋰離子電池破碎，得到鋰離子電池破碎料；

2)將步驟1)所得鋰離子電池破碎料置于密閉反應腔內，抽真空處理，然后對鋰離子電池破碎料進行蒸汽反應處理，反應后對密閉反應腔內抽真空處理；蒸汽反應處理過程中收集蒸汽反應產生的氣體。

本發明的鋰離子電池無害化處理方法是先將鋰離子電池破碎，然后進行蒸汽反應處理，其中將鋰離子電池破碎后，形成鋰離子電池破碎料，該破碎料為電池碎片，包括金屬或塑料電池殼、正極碎片、負極碎片、隔膜碎片、極柱碎片、集流體碎片、電極材料碎片，還可能包括電池殼包裝材料碎片、pack碎片、模組碎片等。這些碎片中，正極碎片和負極碎片上可能存在鋰，經過蒸汽反應處理后，鋰轉化為沒有危害的成分，便于進行排放或者集中處理。蒸汽處理還能將正極碎片、負極碎片及其他碎片表面的殘留的電解液清除，避免了這些碎片上的電解液污染環境，也便于對電解液進行收集和后續處理。

步驟1)中將鋰離子電池破碎后得到的鋰離子電池破碎料的粒徑可以視鋰離子電池無害化處理的規模以及后續處理時的要求來確定。一般的，為了兼顧后續處理時的效率和反應充分程度，所述鋰離子電池破碎料的粒徑為0.5-4cm。

在鋰離子電池破碎過程中，當出現起火時，可以向破碎設備內噴入惰性氣體或者應急水來消除危險。