[实用新型]废旧锂电池电解液的无害化回收处理装置

说明书

本实用新型公开了一种废旧锂电池电解液的无害化回收处理装置，包括依次通过管道连接的第一真空盘式干燥机、冷冻机、萃取吸收塔、水洗塔和活性炭吸附塔；所述第一真空盘式干燥机上开设有第一进料口、第一出料口、热源入口、热源出口、第一排气口和第一保护气体入口，所述第一真空盘式干燥机内设有空心干燥盘，所述空心干燥盘分别与热源入口和热源出口通过管道连通；所述第一排气口与冷冻机相连。藉由上述结构，可对拆解和破碎处理的废旧锂电池物料进行低温间接加热，使锂电池电解液中的电解剂挥发出来且保证隔膜不会熔化变质，还可避免电解质六氟磷酸锂易跟水反应，产生有害气体危害环境。

技术领域

本实用新型涉及锂电池综合回收技术领域，尤其涉及一种废旧锂电池电解液的无害化回收处理方法及装置。

背景技术

随着锂电池产量和消费量的逐年攀升，造成报废量也不断增加，所以对废旧电池的综合回收利用刻不容缓。据中国汽车技术研究中心预测，到2020年前后，我国纯电动(含插电式)乘用车和混合动力乘用车动力电池，累计报废量将达12～17万吨。对于废旧动力电池这一崛起的新兴市场，在回收、拆解、梯次利用等方面，行业企业及新能源车企、电池生产企业正在加紧布局。

其中，关于废旧锂离子电池回收处理系列要求要点如下：

1、禁止对收集的各种废弃锂离子电池进行直接焚烧及填埋处理；

2、利用火法冶金工艺进行废弃锂离子电池资源再生，其冶炼过程应当在密闭负压条件下进行，以免有害气体和粉尘逸出，收集的气体应进行处理，达标后排放。

3、三废排放要求。废弃锂离子电池回收处理工厂的废气排放应符合GB16297的要求；应设置污水净化设施，工厂排放废水应当符合GB8978和其他相关标准的要求；工厂产生的工业固体废物应妥善管理和无害化处理；工厂的人员作业环境应当满足GBZ 1、GBZ 2.1和 GBZ 2.2等相关标准的要求。

4、锂离子电池的拆解。将锂离子电池拆解为外封装材料、保护电路板、导线、极耳(五金片)、PTC、锂离子电池芯等，然后根据各自特点分别进行处理。

5、电解液的处理。把废弃锂离子电池中的有机电解液分离，电解液宜采用提纯再利用或裂解成燃料的方法处理。

6、隔膜的处理。正负极片间的隔膜应单独回收处理。

锂离子电池通常由金属外壳和电池内部的正极、负极、电解液、隔膜共五部分组成。锂电池中的电解液一般是将电解质六氟磷酸锂(LiFP₆)溶解于有机溶剂中制备成1mol/L的溶液，有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯等比例的混合液。电解液中的六氟磷酸锂具有较强的腐蚀性，遇水易水解并产生有毒气体，而其中的有机溶剂也会对生态环境造成严重的危害。因而电解液是废旧动力电池中最具危害性的物质，需要经过特殊方法将其回收或处理。

并且，电解液中的有机溶剂若是没有得到合理的处置，将会对后续废旧动力锂电池中的正极材料、隔膜等其他材料的回收造成影响。主要的影响有以下两个方面：(1)废旧锂离子电池电解液中的成分易挥发且挥发气体毒性较大，若是没有优先处理电解液中的有机溶剂，则会对后续其他材料的回收存在潜在的安全隐患；(2)在采用升温的方法对电解液进行挥发回收时，如果温度控制不当，有可能会导致隔膜熔化，影响其回收利用。

目前回收废旧锂电池电解液的主要方法有：

(1)碱液吸收法：该方法通常采用液氮低温冷却，然后将块状电解液破碎后用碱液吸收，生成稳定的氟盐和锂盐。然而，液氮低温冷却成本高，不适宜工业化处理。

(2)真空蒸馏法：该方法采用高真空减压精馏分离得到电解液所含的有机溶剂，精馏纯化后回收。然而蒸馏处理过程较为复杂，效率低而且能耗高，导致成本过高而不适宜工业化处理。