[發明專利]鋰電池低溫熱解系統及其熱解方法

在審

• 申請號: 201911414976.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111129637A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 孫敏敏;范歡歡;婁忠良
• 申請（專利權）人: 桑德新能源技術開發有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 王璐

本發明涉及廢舊鋰電池回收領域，提供了一種鋰電池低溫熱解系統及其熱解方法。該鋰電池低溫熱解系統包括熱解腔體，熱解腔體內設有螺旋，螺旋的兩端與電源的兩個電極連接。該熱解方法包括以下步驟：將電池加工成電池碎片；電池碎片進入到熱解腔體內，通過螺旋連續傳送電池碎片，螺旋的兩端通電，使得熱解腔體內部溫度升高至222℃2222℃，電池碎片熱解。本申請，采用電阻原理的方式升溫加熱，實現熱解腔體在短時間內快速升溫，具有清潔環保、無污染的優點，通過調節螺旋的轉動頻率，改變熱解腔體內電池碎片的電阻，進而調節熱解腔體內部的溫度，使得電池碎片均勻受熱，可精確控制熱解溫度，確保熱解效果，有效實現電池的資源化利用。

技術領域

本發明涉及廢舊鋰電池回收領域，具體涉及一種鋰電池低溫熱解系統及其熱解方法。

背景技術

鋰離子電池由于其具有能量密度高、循環壽命長、工作溫度范圍寬和安全可靠等優點，在3C類電子產品、動力汽車及軍工等領域得到了廣泛應用。

隨著電動汽車行業日益發展，大批量退役后的鋰離子動力電池作為一種新興固廢進入到處理處置環節。廢舊鋰電池作為一種儲能設施，電池內部材料由金屬及非金屬多種物質混合而成，從結構上分為電池外殼，電池集流體，正極材料、負極材料、電解液、隔離膜以及其他附屬部件。廢舊鋰電池即作為一種工業危廢又作為一種城市礦產資源，可從環保及資源化利用上整合處理。

傳統的鋰電池回收主要采用火法或濕法進行回收，火法通過高溫熱處理工藝，實現物料的分離，但能耗高，容易造成電池材料的燒結過渡，影響產品回收品質；濕法主要通過酸浸等工藝進行金屬的分離與提純，該方法能夠實現物質高純度分離，但同時也產生含重金屬的廢液，易造成環境的二次污染。

為了解決上述問題，現有技術采用低溫熱處理方式回處理鋰電材料的有機組分。其中主要采用回轉窯或旋轉熱解室實現內熱或外熱式加熱鋰電混合物料。

內熱式以回轉窯為主，利用外加燃料與空氣進行混合燃燒產生高溫煙氣，高溫煙氣與物料直接接觸。為了保證燃料充分燃燒，降低煙氣中黑度和CO含量，空氣過量系數通常為1.222.2，且燃燒反應設備為動設備，密封效果不好，因此不能精確控制氧含量和回轉窯溫度。外熱式主要為間接加熱，燃料與空氣產生的高溫煙氣與物料不接觸，高溫煙氣則通常為負壓操作，負壓受制于焚燒及煙氣凈化系統的波動，導致補氧量變化，溫度同樣存在難控制，進而影響熱解效果。且兩者均采用燃燒的方式，容易產生污染氣體。

發明內容

為了解決上述技術問題或者至少部分地解決上述技術問題，本發明提供了一種鋰電池低溫熱解系統及其熱解方法。

上述鋰電池低溫熱解系統包括熱解腔體，熱解腔體上設有可供電池碎片進入的第一進料通道，熱解腔體的內部轉動設有螺旋，螺旋的進料端與第一進料通道連通，螺旋用于連續傳送電池碎片，熱解腔體上設有與螺旋的出料端連通的第一出料通道，螺旋的進料端和出料端分別與電源的兩個電極連接，螺旋采用導電材質。

可選的，還包括破碎裝置，破碎裝置包括殼體，殼體上設有可供電池進入的第二進料通道，殼體內設有用于將電池破碎成電池碎片的刀具組件，殼體上設有可供電池碎片排出的第二出料通道，經第二出料通道排出的電池碎片進入到第一進料通道。

可選的，第二進料通道沿著電池的進料方向依次設有第一閘門和第二閘門，第一閘門和第二閘門之間形成可供電池堆積的腔體。

可選的，第二出料通道與第一進料通道之間設有用于傳送電池碎片的第一傳送裝置。

可選的，殼體上設有用于制備氮氣的氮氣系統，殼體的側壁上設有排氣口。

可選的，還包括分離裝置，分離裝置包括：

燃燒室，用于燃燒電池碎片經熱解產生的混合氣體，燃燒室與第一出料通道管道連接，燃燒室上連接有煙氣凈化系統；