[发明专利]一种锂离子电池回收利用前的安全处理装置

说明书

本发明涉及一种锂离子电池回收利用前的安全处理方法及装置，锂离子电池的安全回收方法。该安全处理方法包括：1)将开口的锂离子电池或电芯置于密封腔体内，对密封腔体进行抽真空；2)向密封腔体内加入浸渍液进行浸渍处理，所述浸渍液为水溶性有机物与水的混合溶液，水溶性有机物与水的质量比为(3～19)：1，浸泡后排出浸渍废液。本发明提供安全处理方法，采用水溶性有机物与水的混合溶液作为处理液，降低水与电芯中余锂反应速率，避免了H₂等易燃气体和热量的富集，安全性高；可以同时实现余锂和LiPF₆彻底消除，经处理后的电池或电芯无需在保护气氛中进行拆解或破碎，提高了后续电芯拆解回收过程的安全性和拆解效率。

技术领域

本发明属于锂离子动力电池的回收技术领域，具体涉及一种锂离子电池回收利用前的安全处理方法及装置，锂离子电池的安全回收方法。

背景技术

随着中国政府对新能源汽车大力推广，尤其是锂离子动力电池汽车的鼓励和支持，未来将会产生大量的废旧锂离子动力电池。因为锂离子电池原料中含有大量的镍、钴、紫铜、锂等稀贵金属，另外报废的锂离子电池中含有易燃的电解液和具有剧毒性的LiPF₆，因此对废旧锂离子动力电池的回收处理不当，不但会造成资源浪费，同时也会带来一定的污染问题。

虽然，目前国内有一些直接将电池整体破碎后经过磁选、重力分选、风选的方法对废旧电池进行回收分类，但是，由于该处理过程中破碎后的分选过程很难有效的实现各种材料的有效分选，尤其是所得到的电池材料中混入了大量的铜、铝、石墨、塑料。因此，为了降低材料中含有大量的杂质，降低后期处理成本，较为合理的方法是将废旧锂离子动力电池电芯拆解为正极片、负极片、隔膜，再通过后续处理实现各种物质的分类回收利用。

授权公告号为CN103825064B的专利公开了一种废旧动力磷酸铁锂电池环保回收工艺方法，其是将电池完全放电后，将电池内的电解液抽出，加入一定量的溶剂或置换液，搁置30min后再抽出电池内部液体；再采用冷切割方法将电池沿顶部切割开，实现壳体、PP板附件、正极、负极、隔膜的分类回收。

在锂离子电池电芯拆解过程中，由于电芯中存在因循环过程无法回归到正极材料的不可逆锂(余锂)，容易导致起火、爆炸等安全问题；同时，电芯中存在的LiPF₆暴露在空气中，容易与水蒸气反应而产生HF等有毒气体，上述因素导致锂离子电池电芯的拆解过程需要在保护气氛中进行，从而保证拆解过程安全，然而这种处理方式在很大程度上影响了电芯拆解的效率和灵活度，也无法从根本上消除起火、有毒有害挥发性有机物危害操作人员等安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池回收利用前的安全处理方法，其可有效去除余锂及六氟磷酸锂，从根本上解决电芯拆解时的安全隐患和对环境的影响，经处理后的电池或电芯的拆解无需在保护气氛中进行。

本发明的第二个目的是提供一种锂离子电池回收利用前的安全处理装置。

本发明的第三个目的是提供一种锂离子电池的安全回收方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种锂离子电池回收利用前的安全处理方法，包括以下步骤：

1)将开口的锂离子电池或去除电池壳后的电芯置于密封腔体内，对密封腔体进行抽真空至真空度不高于-0.095MPa，保压至少2min；

2)向密封腔体内加入浸渍液进行浸渍处理，浸渍处理期间对密封腔体进行抽真空，保持真空度不高于-0.095MPa；然后排出浸渍处理后的浸渍废液；所述浸渍液为水溶性有机物与水的混合溶液，水溶性有机物与水的质量比为(3～19)：1。

步骤1)可视作对密封腔体的初步抽真空，通过初步抽真空过程，可促进后期浸渍液进入开口的电池或去电池壳后的锂离子电池电芯，该处理为浸渍处理做好准备。