[发明专利]一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法

说明书

本发明公开一种废旧锂电池中有价成分全回收的方法。经拆解后的单体电池，氮气气氛保护下进行带电破碎，破碎后在绝氧环境下进行高温热解。高温热解产生尾气、破碎过程挥发电解液、风选产生金属粉尘和湿法剥离产生酸雾被输送到环保处理系统，经二次高温燃烧等步骤处置达标后排放。热解后物料通过多组分筛分分选系统，分选出正负极片、导磁壳体和桩头、非磁壳体和桩头。分选出的正负极片再通过物料湿法剥离系统，将极粉与铜铝箔分离，并通过色选实现铜、铝分离。本发明极粉回收率在98％以上，极粉品位高，同时回收铜、铝箔集流体，分类回收不同材质的金属壳体和桩头，回收率高，增加了回收过程产值，回收过程环保。

技术领域

本发明属于废旧锂电池的循环回收利用，具体涉及一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法。

背景技术

据统计，在2020年全球动力电池装机TOP10企业中，中国电池企业占据6 席。中国已拥有全球规模第一的新能源汽车及动力电池产业链，动力电池装机量近年来不断攀升，巨大需求下对上游用原材料需求增加明显，受资源匮乏影响，我国主要依赖从国外进口矿石资源及其加工后的高端产品来满足国内生产供应，据统计，镍、钴、锰、锂的原矿进口依存度分别超过70％、80％、60％、 70％。对废旧锂电池资源循环回收利用已成为缓解动力电池生产原材料供应的重要来源方式。

废旧锂离子电池回收利用过程，既要促进资源综合利用和循环经济发展，也要有助于减少环境污染。

废旧锂电池中包括许多有价成份，如三元正极材料中，有镍、钴、锰和锂等金属元素，磷酸铁锂正极材料中有锂和磷酸铁，负极材料中有锂、石墨，以及正负极的集流体铜、铝箔，电池金属壳体和桩头材料等。废旧锂电池的回收利用就应该做到全组份回收，特别是正负极粉的回收，要做到高回收率和高品位，有利于后续湿法冶金过程的处置，同时要回收所有的金属材料，如铜箔、铝箔、金属壳体和桩头，如进一步做到金属分类，能大幅度提高回收材料的价值。其次回收过程要注意锂电池中还含多种对环境有害成份，如电解液中的各类有机溶剂，六氟磷酸锂电解质等。如回收过程处置不当会对环境造成相当大的伤害。回收过程心须对上述有害元素做有效处置，处理达标后才能排放，防止污染环境。

中国发明CN 107946686 A公开了一种废旧锂离子电池回收方法，通过拆解、干燥、粉碎、分筛、色选等步骤，最终可从废旧锂离子电池中回收得到：电池壳体、电极粉料、隔膜碎片、电解液、铜金属颗粒和铝金属颗粒，实现全组分的回收。但该发明中并没有涉及到电解液溶质六氟磷酸锂的回收处理，低温挥发不能除去电解质，有害的六氟磷酸锂进入后续各工序，严重污染环境。其次对内芯粉碎会导致极粉中金属含量较高，物料粉碎过细影响色选的精度，最后要人工拆卸分离电池壳体和内芯，步骤繁琐，不利于工业化生产。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法，通过一次性破碎、多组分筛分分选、湿法剥离和色选系统，全组分回收了废旧锂电池中的正负极粉、铜箔、铝箔和壳体及桩头，壳体和桩头金属的回收做到了按材质分类，并对电池中的电解液和电解质等有害成份进行环保处置，实现了有价成分全回收、无害化处置目的，满足了资源综合利用和循环经济的可持续发展要求。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种废旧锂电池中有价成份全回收的方法，包括如下步骤：

(1)将拆解的带电废旧锂电池，预先拆除单体外包裹的塑料件，在氮气气氛保护下，通过破碎系统，采用剪切方式一次性破碎，控制破碎物料粒度在 30～40mm，18650小型圆柱电池破碎物料粒度10～15mm；

(2)将破碎后物料通过密闭输送系统送入高温热解系统，在高温热解炉内呈翻滚模式向前运动，充分均匀加热，达到热解要求，为后续湿法剥离系统做好准备；

(3)高温热解产生废气、破碎过程挥发电解液、分选过程金属粉尘和湿法剥离产生酸雾被引风机输送到环保处理系统，先通过旋风除尘器回收极粉，再进行二次高温燃烧，并经后处理达到排放标准，确保整个回收过程环保性；