[发明专利]一种具备自动安全保护功能的放电粒子制备方法

说明书

本发明提供了一种具备自动安全保护功能的放电粒子制备方法，包括以下步骤：将导电粉、粘结剂及溶剂混合均匀，得到导电浆料，将混匀后的导电浆料喷涂于球形蛭石表面，将喷涂后的球形蛭石在60~80℃下烘干30~60min，得到具备正温度系数效应的放电粒子。本发明制备方法简单，将制备得到的放电粒子应用于废旧锂电池安全放电领域，可实现废旧锂电池的安全放电。

技术领域

本发明属于废旧锂离子电池安全放电技术领域，特别涉及一种具备自动安全保护功能的放电粒子制备方法。

背景技术

目前我国废旧锂离子电池回收方法包含拆解、破碎、分选和元素提炼等工艺流程，目前业界研究较多的是带电安全破碎或放电后破碎。

带电安全破碎主要有惰性气体保护破碎、真空环境破碎、液氮冷冻破碎和水下破碎，前两种方法虽然在一定程度上保证了破碎过程的安全，但由于带电锂电池负极嵌锂蕴含较大的能量未得到释放，而且电池正极材料易分解释氧助燃，破碎过程安全风险依然较大；液氮冷冻破碎虽然使电解液冷冻失活但是高能量的负极嵌锂使破碎后的物料燃爆风险较高；水下破碎主要是通过大量水降温带走破碎过程的能量，实现较安全的破碎，但水下破碎一般产能较低，而且破碎后的电解液会进入水中，带来废水处理难、成本高等一系列问题。

放电后破碎工艺的研究重点是安全放电技术。安全放电技术主要有化学放电和物理放电两类。化学放电主要是盐水放电，公开号为CN104882646A、CN108808143B、CN110635185A等都采用这种方法。盐水放电法放电过程比较温和、处理成本较低，产业化应用较多，但是这种方法产生的氢气、氯气等废气和废水、底泥等产物的处理成本较高，而且盐水放电存在腐蚀污染电池壳体和极片，处理效率低（3~5天的放电时间）等问题，较难适应日益提高的环保标准和企业对高效率的追求。物理放电主要是通过物理固体负载进行短路放电，包含电阻式负载放电和导电粉体/颗粒放电。电阻式负载放电（例如CN108550943A）虽然放电速度快，但是放电过程温升较高、容易引发热失控，电池连接负载的自动化程度也比较低。导电粉体/颗粒放电以导电碳粉/碳球或金属粉/球为主，例如CN106816663A、CN110176644A，虽然放电过程不产生三废、放电效率较彻底，但导电粉体间接触电阻大、放电慢且易扬尘；相比导电粉体，导电颗粒接触电阻较小，放电速率较快，但放电过程不太可控、温升较高，存在一定安全隐患。

因此，为了实现废旧锂电池快速、安全的释放残余电能，有必要解决上述处理方法中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种具备自动安全保护功能的放电粒子制备方法，该放电粒子制备方法简单，成本低，能够实现工业化生产，同时制备得到的放电粒子具备PTC（Positive Temperature Coefficient，正温度系数）效应，可保障废旧锂电池放电过程的安全性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种具备自动安全保护功能的放电粒子制备方法，具体包括如下步骤：

（1）将粉料粒径为50~1000目的导电粉与粘结剂按照质量比为20:80~95:5混合，加入溶剂调浆，搅拌混合均匀，得到导电浆料；所述溶剂的添加质量为导电粉和粘结剂总质量的2~10倍；

（2）将步骤（1）得到的导电浆料均匀喷涂于球形蛭石表面；

（3）将喷涂后的球形蛭石进行烘干处理，得到具备正温度系数效应的放电粒子。

进一步地，步骤（1）中，所述导电粉为铁粉、铜粉、铝粉、银粉、合金粉和碳粉中的一种或多种按任意比例混合。

进一步地，步骤（1）中，所述粘结剂为环氧树脂、硅酸盐类粘结剂、沥青、聚丙烯酸中的一种或多种按任意比例混合。

进一步地，步骤（1）中，所述溶剂为丙酮、水、乙醇、正丁醇、正己烷、四氯化碳中的一种或多种按任意比例混合。

进一步地，步骤（2）中，所述球形蛭石的直径为1~4mm。