【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废旧锂离子电池放电方法与电解液溶剂回收，特别是一种废旧锂离子电池处理装置及其工作方法。
技术介绍
1、废旧锂离子电池在回收后，需要先做放电处理，以防含有电量的电池进入破碎分选阶段时起火或爆炸。
2、形成完整原电池并能对外放电，需要四大要件：1、有阳极和阴极两个电极；2、有电解质溶液或熔融/糊状电解质；3、电极用导线相连并插入电解质中；4、能自发进行的氧化还原反应。
3、要使电池不再对外放电，只能通过破坏以上四个要件的办法，但第1和第3要件在废旧锂离子电池中是始终存在的，就是锂电池的外部电极和内部的铜铝等箔材。
4、国标《gb/t33598.3-2021车用动力电池回收利用再生利用第3部分：放电规范》中的“外接电池放电法”和“浸泡放电法”都是通过破坏原电池的第4要件，通过这两种方法使电池不能自发进行的氧化还原反应，其中“外接电路法”由于废旧电池外形各异，导致难以工业化大规模使用，工业上基本都是采用“浸泡放电法”进行放电。但“浸泡放电法”电化学腐蚀产生的沉淀物附着在电极表面，导致放电周期长放电效果差，而且还会产生可燃性氢气和有毒的氯气以及废水，需要投入相关的设备进行处理。
5、目前，对于废旧锂离子电池的电解液及其溶剂的处理，是在电池破碎分选工艺之后，通过窑炉加热，同时充氮气，这样挥发出来的电解液溶剂的蒸气，还含有正负极粉尘，难以净化，所以绝大部分企业对从窑炉中挥发出来的电解液溶剂蒸气，用天然气对其直接进行焚烧处理，再处理焚烧后的尾气。这不仅浪费天然气，还需要处理废气。p>
6、也有部分企业回收电解液或溶剂的，如专利cn217334201u采用扎针抽取电解液，专利cn106129523a采用压缩空气吹扫电池内芯从而回收电解液，这些专利对锂电池这种电解液渗入正负极粉料的情况，很难实现只回收电解液或溶剂而不含正负极粉料；专利cn115036602a用化洗脱剂冲洗回收电解液，在未回收目标溶剂之前先使用其他有机溶剂，得不偿失；专利cn109360996a要求放电再破碎后回收电解液，工艺复杂，放电方式与电解液及其溶剂的回收是完全分开，且破碎后再回收的电解液会含正负极颗粒；专利cn116053635利用真空超高温冲开安全阀或电池薄弱处再回收电解液，回收的溶剂在如此高温下基本变质，而且绝大部分已经通过热失控被烧掉了；专利cn105552470a电解液溶剂蒸气在真空下不冷凝直接进入真空泵，真空泵内必然慢慢充满电解液溶剂，具体为溶剂蒸汽在经过真空泵之前，没有进行冷凝，由于管道温度比加热室低，那么溶剂蒸汽在真空泵内必然有部分液化，液体在真空泵腔体内必然越积越多，实际工况中真空泵根本就无法持续正常运行；而且，该专利采用加压液化的方式回收溶剂，真空泵出气端与正压的液化室直接相连，这使得真空泵抽出的气体极其容易憋在出气端而不能快速排出。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，设计一种提高回收效率的废旧锂离子电池处理装置及其工作方法，该方法在给满电废旧电池放电的同时，对电解液溶剂进行了回收。
2、为解决上述技术问题，本专利技术废旧锂离子电池处理装置包括加热器，加热器的进气口与外界连通；溶剂蒸气处理机构，溶剂蒸气处理机构与加热器的出气口连通；低沸点溶剂处理机构，低沸点溶剂处理机构与溶剂蒸气处理机构的出气口连通；高沸点溶剂处理机构，高沸点溶剂处理机构与加热器的出液口连通。
3、溶剂蒸气处理机构包括：冷凝器，冷凝器的进气口与加热器的出气口连通，冷凝器的出气口与低沸点溶剂处理机构连通；冷凝液回收罐，冷凝液回收罐的进液口与冷凝器的冷凝液出口连通。
4、低沸点溶剂处理机构包括：冷阱，冷阱的进气口与冷凝器的出气口连通；低沸点回收桶，低沸点回收桶的进液口与冷阱的出液口连通；真空泵，真空泵的进气口与冷阱的出气口连通。
5、高沸点溶剂处理机构包括：高沸点回收桶，高沸点回收桶的进液口与加热器的出液口连通。
6、在加热器的出液口上设有阀门。
7、废旧锂离子电池处理装置的工作方法，包括如下步骤：步骤1，废旧锂电池放入加热器的步骤；步骤2，处理电解液溶剂蒸气及低沸点溶剂的步骤；步骤3，处理高沸点溶剂的步骤；步骤4，取出废旧锂电池的步骤。
8、步骤1包括：步骤1.1，将废旧锂电池装的外壳开孔；步骤1.2，将废旧锂电池放入加热器。
9、步骤2包括：步骤2.1，关闭加热器的进气口、阀门；步骤2.2，设置冷凝器中冷媒的温度tl；步骤2.3，启动加热器，当启动加热器内的温度达到第一设定温度t1时，启动冷阱和真空泵，并将冷阱的温度控制在控制温度tk及以下；步骤2.4，当加热器的压强为第一设定压强p1且加热器内的温度达到第二设定温度t2时，加热器和真空泵停止工作，保持t1小时；步骤2.5，启动真空泵，当加热器的压强为第二设定压强p2时，真空泵停止工作，保持t2小时；步骤2.6，启动加热器，当加热器内的温度达到第三设定温度t3时，加热器停止工作，保持t3小时；其中，50℃≤t1≤100℃，p1≤44kpa，t1≤t2≤140℃，p2≤8kpa，t2≤t3≤170℃，20℃≤tl≤25℃。
10、步骤3包括：步骤3.1，加热器停止工作、真空泵工作，使加热器的压强达到第三设定压强p3；步骤3.2，打开加热器的进气口，向加热器中充入干燥空气，保持0.5小时；步骤3.3，打开阀门；其中，p2＜p3＜100kpa。
11、步骤4包括：步骤4.1，t5小时后，真空泵停止工作；步骤4.2，待加热器内的压强恢复至标准气压，而且加热器的温度降到第四设定温度t4以下后，打开加热器，取出废旧锂电池；其中t4≤90℃。
12、本专利技术废旧锂离子电池处理装置及其工作方法与现有技术相比，具有如下优点：
13、1、方法独创的，采用分段式加热与抽真空的方式，解决了满电的废旧电池在高温下放电与回收溶剂时产生热失控的风险。
14、2、由于废旧锂离子电池电解液中的电解质六氟磷酸锂lipf6在179℃时开始缓慢分解产生氟化氢hf，本专利方法采用了温度与压强相结合的方式，最高加热温度限制不超过170℃，一举解决了给电池放电的同时，既回收了电解液溶剂，还不会产生氟化氢hf产生废气污染的问题。
15、3、放电通用性强，软包、铝壳电池和圆柱电池都可以采用同样的工艺，而且效率高放电周期短，12小时左右，但盐水浸泡放电至少需要连续不间断7天，7天之后电池电压仍然可能还在3v以上，外接电路放电更是由于电池外形的多样性而难以批量化放电。
16、4、不会产生废气污染，但传统方法会产生废气污染，盐水浸泡放电方法会产生可燃气体氢气和有毒气体氯气，所以需要处理废气。
17、5、不会产生液体污染，但传统方法会产生液体污染，由于有些废旧电池的破损，以及在放电过程中的电化学腐蚀，不但有金属离子会进入盐水中，还有废旧电池中的电解液也会进入废水中，其中包含有机废物vocs，还有来自于电解质lipf6与盐本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.废旧锂离子电池处理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池处理装置，其特征在于，溶剂蒸气处理机构包括：
3.根据权利要求2所述的废旧锂离子电池处理装置，其特征在于，低沸点溶剂处理机构包括：
4.根据权利要求3所述的废旧锂离子电池处理装置，其特征在于，高沸点溶剂处理机构包括：
5.根据权利要求4所述的废旧锂离子电池处理装置，其特征在于，在加热器的出液口上设有阀门。
6.废旧锂离子电池处理装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的废旧锂离子电池处理装置的工作方法，其特征在于，步骤1包括：
8.根据权利要求7所述的废旧锂离子电池处理装置的工作方法，其特征在于，步骤2包括：
9.根据权利要求8所述的废旧锂离子电池处理装置的工作方法，其特征在于，步骤3包括：
10.根据权利要求9所述的废旧锂离子电池处理装置的工作方法，其特征在于，步骤4包括：
【技术特征摘要】
1.废旧锂离子电池处理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的废旧锂离子电池处理装置，其特征在于，溶剂蒸气处理机构包括：
3.根据权利要求2所述的废旧锂离子电池处理装置，其特征在于，低沸点溶剂处理机构包括：
4.根据权利要求3所述的废旧锂离子电池处理装置，其特征在于，高沸点溶剂处理机构包括：
5.根据权利要求4所述的废旧锂离子电池处理装置，其特征在于，在加热器的出液口上设有阀门。
【专利技术属性】
技术研发人员：涂国营，
申请(专利权)人：安徽陆达智能装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。