[實(shí)用新型]廢舊鋰電池電解液的無(wú)害化回收處理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201822163024.5
• 申請(qǐng)日: 2018-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209169324U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉維;彭紅葵;黃德松;李典亮;甄必波;龍森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南銳異資環(huán)科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/54
• 分類號(hào): H01M10/54
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強(qiáng);張鮮

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種廢舊鋰電池電解液的無(wú)害化回收處理裝置，包括依次通過(guò)管道連接的第一真空盤式干燥機(jī)、冷凍機(jī)、萃取吸收塔、水洗塔和活性炭吸附塔；所述第一真空盤式干燥機(jī)上開(kāi)設(shè)有第一進(jìn)料口、第一出料口、熱源入口、熱源出口、第一排氣口和第一保護(hù)氣體入口，所述第一真空盤式干燥機(jī)內(nèi)設(shè)有空心干燥盤，所述空心干燥盤分別與熱源入口和熱源出口通過(guò)管道連通；所述第一排氣口與冷凍機(jī)相連。藉由上述結(jié)構(gòu)，可對(duì)拆解和破碎處理的廢舊鋰電池物料進(jìn)行低溫間接加熱，使鋰電池電解液中的電解劑揮發(fā)出來(lái)且保證隔膜不會(huì)熔化變質(zhì)，還可避免電解質(zhì)六氟磷酸鋰易跟水反應(yīng)，產(chǎn)生有害氣體危害環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及鋰電池綜合回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種廢舊鋰電池電解液的無(wú)害化回收處理方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著鋰電池產(chǎn)量和消費(fèi)量的逐年攀升，造成報(bào)廢量也不斷增加，所以對(duì)廢舊電池的綜合回收利用刻不容緩。據(jù)中國(guó)汽車技術(shù)研究中心預(yù)測(cè)，到2020年前后，我國(guó)純電動(dòng)(含插電式)乘用車和混合動(dòng)力乘用車動(dòng)力電池，累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)12～17萬(wàn)噸。對(duì)于廢舊動(dòng)力電池這一崛起的新興市場(chǎng)，在回收、拆解、梯次利用等方面，行業(yè)企業(yè)及新能源車企、電池生產(chǎn)企業(yè)正在加緊布局。

其中，關(guān)于廢舊鋰離子電池回收處理系列要求要點(diǎn)如下：

1、禁止對(duì)收集的各種廢棄鋰離子電池進(jìn)行直接焚燒及填埋處理；

2、利用火法冶金工藝進(jìn)行廢棄鋰離子電池資源再生，其冶煉過(guò)程應(yīng)當(dāng)在密閉負(fù)壓條件下進(jìn)行，以免有害氣體和粉塵逸出，收集的氣體應(yīng)進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后排放。

3、三廢排放要求。廢棄鋰離子電池回收處理工廠的廢氣排放應(yīng)符合GB16297的要求；應(yīng)設(shè)置污水凈化設(shè)施，工廠排放廢水應(yīng)當(dāng)符合GB8978和其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求；工廠產(chǎn)生的工業(yè)固體廢物應(yīng)妥善管理和無(wú)害化處理；工廠的人員作業(yè)環(huán)境應(yīng)當(dāng)滿足GBZ 1、GBZ 2.1和 GBZ 2.2等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4、鋰離子電池的拆解。將鋰離子電池拆解為外封裝材料、保護(hù)電路板、導(dǎo)線、極耳(五金片)、PTC、鋰離子電池芯等，然后根據(jù)各自特點(diǎn)分別進(jìn)行處理。

5、電解液的處理。把廢棄鋰離子電池中的有機(jī)電解液分離，電解液宜采用提純?cè)倮没蛄呀獬扇剂系姆椒ㄌ幚怼?/p>

6、隔膜的處理。正負(fù)極片間的隔膜應(yīng)單獨(dú)回收處理。

鋰離子電池通常由金屬外殼和電池內(nèi)部的正極、負(fù)極、電解液、隔膜共五部分組成。鋰電池中的電解液一般是將電解質(zhì)六氟磷酸鋰(LiFP₆)溶解于有機(jī)溶劑中制備成1mol/L的溶液，有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯等比例的混合液。電解液中的六氟磷酸鋰具有較強(qiáng)的腐蝕性，遇水易水解并產(chǎn)生有毒氣體，而其中的有機(jī)溶劑也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。因而電解液是廢舊動(dòng)力電池中最具危害性的物質(zhì)，需要經(jīng)過(guò)特殊方法將其回收或處理。

并且，電解液中的有機(jī)溶劑若是沒(méi)有得到合理的處置，將會(huì)對(duì)后續(xù)廢舊動(dòng)力鋰電池中的正極材料、隔膜等其他材料的回收造成影響。主要的影響有以下兩個(gè)方面：(1)廢舊鋰離子電池電解液中的成分易揮發(fā)且揮發(fā)氣體毒性較大，若是沒(méi)有優(yōu)先處理電解液中的有機(jī)溶劑，則會(huì)對(duì)后續(xù)其他材料的回收存在潛在的安全隱患；(2)在采用升溫的方法對(duì)電解液進(jìn)行揮發(fā)回收時(shí)，如果溫度控制不當(dāng)，有可能會(huì)導(dǎo)致隔膜熔化，影響其回收利用。

目前回收廢舊鋰電池電解液的主要方法有：

(1)堿液吸收法：該方法通常采用液氮低溫冷卻，然后將塊狀電解液破碎后用堿液吸收，生成穩(wěn)定的氟鹽和鋰鹽。然而，液氮低溫冷卻成本高，不適宜工業(yè)化處理。

(2)真空蒸餾法：該方法采用高真空減壓精餾分離得到電解液所含的有機(jī)溶劑，精餾純化后回收。然而蒸餾處理過(guò)程較為復(fù)雜，效率低而且能耗高，導(dǎo)致成本過(guò)高而不適宜工業(yè)化處理。