[发明专利]一种废旧锂电池回收热解控温的方法和应用

说明书

本发明属于电池热解技术领域，公开了一种废旧锂电池回收热解控温的方法，该方法包括以下步骤：将废旧电池原料和固体介质混合，进行无氧热解，筛分，破碎，分选，即得电池粉；无氧热解的温度为350～550℃。采用本发明的方法可解决电池回收行业中普遍出现的热解控温困难的问题；通过使用固体介质实现精准控温，避免热解过程中温度失控使电池中铜铝氧化严重造成电池黑粉中杂质含量高，同时降低了温度失控带来的安全风险。

技术领域

本发明属于电池热解技术领域，具体涉及一种废旧锂电池回收热解控温的方法和应用。

背景技术

目前报道最多的锂电池回收热解预处理工艺主要通过注入惰性气体，真空环境下热解或直接焚烧热解；在现有的工业生产中使用的较为广泛，但其中也存在一些较大的问题如：热解炉内容易出现温度失控、电池中的铝在温度失控时发生铝热反应安全风险大、电池中铜铝大量氧化导致电池粉中杂质含量高等。

相关技术公开了一种锂电池无氧热解回收分选工艺，将废旧电池经粗破碎后分选出其中的金属块和塑料壳，将分选后的电池投入真空环境下的热解炉内无氧热解，热处理后的电池料再通过常规的破碎、分选实现电池正负极粉与铜铝金属的分离。这种方法能够达到预处理废旧电池的目的，但处理效率较低，而且热解温度难以控制；真空环境下无氧热解对设备的要求太高，实际生产难以达到真空条件。

相关技术公开了一种锂电池热解系统，是一种火法冶炼技术，将电池料投入高温热解炉内，控制反应在不同的温度段内，利用不同金属的熔点不同实现不同温度段内回收不同的金属。这种方法理论上是一种最简单的处理废旧电池的工艺，但是火法处理对能耗消耗较大，环境污染风险相对较大，且电池中的铝金属在600℃以上时会发生铝热反应，带来较大的安全风险。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种废旧锂电池回收热解炉控温的方法，该方法在废旧锂电池回收预处理时能有效摆脱现有工艺中的窑炉控温困难、安全风险大、黑粉中杂质含量大等问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种废旧锂电池回收热解控温的方法，包括以下步骤：

将废旧电池原料和固体介质混合，进行无氧热解，筛分，破碎，分选，即得电池粉；所述无氧热解的温度为350～550℃。

优选地，所述废旧电池原料是由废旧锂电池经过放电处理，破碎，即得。

优选地，所述废旧电池原料是指除动力电池外的小个消费类电池，不需经过粗破步骤，盐水浸泡放掉大部分的残余电量减少安全风险，同时也能处理经过破壳处理的动力电池。

优选地，所述废旧电池原料和固体介质的质量比为1：(3～5)。

优选地，所述固体介质为石英砂、煤渣或碎石料中的一种。

固体介质的主要作用是1.隔离：隔离电池料与电池料，将一个大的热解系统分割成若干个小的便于温度控制。2.冷却：对于温度失控的电池，介质可以吸收余热冷却电池料从而达到控温的目的。3.窒息：隔绝空气，做到避免电池料接触空气氧化燃烧，导致热失控。将电池料与固体介质(如石英砂)按一定比例投入窑炉中加热，利用介质的高比热容吸收传导热量给电池料，避免电池料在直接加热过程中出现起火燃烧及温度失控，对于温度失控燃烧起来的电池料来说介质能吸收过多的热量并阻隔电池料之间的热蔓延同时隔绝电池料与空气接触，从而有效控制窑炉温度。

优选地，所述无氧热解的时间为30-90min。

优选地，所述无氧热解中的加热的方式为光波或微波加热中的一种。光波加热时间快速，再加入固体介质控温，提高了热解效率，短时间内将粘结剂、隔膜和电解液中的有机物热解破坏，而且还不会出现铝热反应，提高安全性，并后续可直接回收，也没有二噁英等有毒有害气体产生。