[发明专利]一种废旧锂电池的回收工艺

说明书

本发明公开一种废旧锂电池的回收工艺。本发明通过剪切破碎将废锂离子电池拆解后进入热解炉进行高温热解，将其在高温绝氧状态下对废锂电池极片上的PVDF胶及电解液进行热解，热解后的物料直接进入水动力分选系统进行分选将废电池中的外壳桩头与铜铝箔极粉分离，铜铝箔再通过湿法剥离系统将其贴附在表面的极粉进一步剥离。从热解系统出来的电池粉料不需要再经过干法筛分或风力分选等过程，电池粉料直接进入水动力分选可避免极粉扬尘，由于电池中的含锂化合物、石墨粉料均是导电体和可燃物，如果在分选过程中粉料扬尘并长时间附着在电气开关上很容易引起电气短路、打火自燃，存在安全隐患。

技术领域

本发明涉及锂电池的回收，具体涉及一种废旧锂电池的回收工艺。

背景技术

我国已经成为全球最大新能源汽车市场，2014年电动汽车销售量为7万辆，2015年为30万辆，2016年达到50万辆。随着电动汽车关键部件电池使用寿命逐渐到期，动力电池报废量也越来越大。2020年我国动力电池累计的退役总量达到了约20万吨，而到2025年这一数字将升至约78万吨。

报废的锂离子电池内含有六氟磷酸锂、碳酸酯类有机物以及钴、锂、铜等重金属及塑料，这些均是宝贵资源，具有极高的回收价值。目前废旧动力锂离子电池回收主要有2种方式：一是梯次利用、二是拆解回收，对电池容量下降到50％以下的电池无法继续使用，只能将电池进行拆解并资源化回收利用，同时对于梯次利用报废的电池，最终也需要进行拆解及资源化回收利用。

锂离子电池由壳体、正极片(铝箔)、正极粉(含锂化合物)、负极片(铜箔)、负极粉(石墨)、电解液、隔膜等组成，拆解过程就是采用机械方法、物理方法、化学方法等将其各部份最大化地分离出来，提高其回收利用率，使其经济效益和社会效益最大化，并以减少环境污染为目的。

现有工艺是废旧电池经破碎热解后由干法筛分或风力风选技术分离极粉、铜铝箔和外壳桩头，此工艺存在正负极粉扬尘现象，存在电气短路、打火自燃等安全隐患，对现场空气环境和噪声影响很大，严重影响工人的身体健康，该工艺还需配备大抽力收尘净化设备增加了系统运行成本和投资成本。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种废旧锂电池的回收工艺。

本发明的技术方案为：

一种废旧锂电池的回收工艺，包括如下步骤：

(1)将废旧锂电池进行绝缘处理后转运至上料系统；

(2)物料经上料系统下落至破碎系统，物料在氮气保护状态下进行带电剪切式破碎，碎片通过螺旋转运至高温热解系统；

(3)破碎后的物料进入高温热解系统，在高温绝氧状态下对废锂电池极片上的PVDF胶及电解液进行热解，热解气通过排气口与有机气体收集处置系统对接实现烟气达标排放；

(4)从热解系统出来的物料下落至水动力分选系统，与从底部上涌的流动液体相遇后物料中比重较大的钢外壳和铜柱头快速下落后通过底部螺旋转运至储料斗或后端设备进一步分离，而比重轻的铜铝箔随流动的液体送至湿法剥离系统；

(5)经水动力分选系统分选出的铜铝箔在湿法剥离系统中经稀酸浸泡冲洗后，使粘附在箔片上的正负极粉剥离脱落，能有效提高电池中贵重金属的回收率；

(6)剥离脱落后的铜铝箔在铜铝分选系统中烘干后进行剪切造粒，并送入色选机或比重分选机进行铜铝分离。

进一步地，所述上料系统实现振动给料、称重和皮带输送。

进一步地，所述破碎系统包括进料阀、剪切式破碎机、转运螺旋和氮气保护装置。

进一步地，热解的温度为500-600℃，热解时间1-3小时。

进一步地，水动力分选技术将物料中比重轻的铜铝箔谁流动的液体送至后端的湿法剥离系统。