[发明专利]废旧锂离子电池热解方法及系统

权利要求书

1.一种废旧锂离子电池热解方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，将所述废旧锂离子电池进行降温处理；

步骤S2，在氮气或惰性气体的保护下，去除降温后的所述废旧锂离子电池的外部包装壳，得到电池电芯；

步骤S3，在氮气或惰性气体的保护下，将所述电池电芯进行热解反应，得到固态剩余物和热解气；

步骤S4，依次对所述热解气进行物理吸附、碱吸收。

2.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池热解方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述降温处理的过程中，降温温度为-80～-20℃，降温时间大于3h。

3.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池热解方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述热解反应的条件如下：将所述电池电芯以5～20℃/min升温速率升温至500～650℃，保温1～6小时。

4.根据权利要求3所述的废旧锂离子电池热解方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述热解反应在管式炉中进行，氮气或惰性气体在所述管式炉中的流速为0.2～2L/min。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的废旧锂离子电池热解方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述物理吸附过程采用活性炭作为吸附剂，所述电池电芯与所述活性炭的重量比为1:0.2～2。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的废旧锂离子电池热解方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述碱吸收过程中采用的碱液为Ca(OH)₂、NaOH、KOH、NaHCO₃和KHCO₃中一种或多种的水溶液，优选所述碱液中浓度为1～5mol/L。

7.根据权利要求6所述的废旧锂离子电池热解方法，其特征在于，所述碱吸收过程中，将经所述物理吸附后的所述热解气通入所述碱液中，或者，将所述碱液以喷淋的方式与经所述物理吸附后的所述热解气接触。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的废旧锂离子电池热解方法，其特征在于，将所述废旧锂离子电池进行所述降温处理过程之前，所述步骤S1还包括将所述废旧锂离子电池进行放电处理的过程。

9.根据权利要求8所述的废旧锂离子电池热解方法，其特征在于，所述放电处理步骤包括：将所述废旧锂离子电池置于中性或碱性的导电盐溶液中浸泡12～24h；优选地，所述导电盐溶液为NaCl水溶液或NaHCO₃水溶液，更优选所述导电盐溶液的浓度为1～5mol/L。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的废旧锂离子电池热解方法，其特征在于，在得到所述固态剩余物后，所述方法还包括：

步骤S5，将所述固态剩余物进行破碎；

步骤S6，将破碎后的所述固态剩余物进行重选或浮选，得到金属铜、金属铝和正负极粉末。

11.一种废旧锂离子电池热解系统，其特征在于，包括：

降温装置(10)，用于对所述废旧锂离子电池进行降温处理以减少电解液在后续工序中的挥发；

切割装置(20)，与所述降温装置(10)相连，用于对降温后的所述废旧锂离子电池进行切割以分离电池电芯；

热解装置(30)，与所述切割装置(20)相连，用于对所述电池电芯进行热解反应，所述热解装置(30)具有固态剩余物排出口和热解气排气口；

气体供应装置(40)，分别与所述切割装置(20)和所述热解装置(30)相连，用于向二者内部供应氮气或惰性气体；

物理吸附装置(50)，与所述热解气排气口相连，用于对所述热解气排气口排出的热解气进行物理吸附，所述物理吸附装置(50)还具有二次排气口；以及

碱吸收装置(60)，与所述二次排气口相连，用于对所述二次排气口排出的气体进行碱吸收。