1.本发明涉及
锂电池的回收，具体涉及一种废旧锂电池的回收工艺。
背景技术：
2.我国已经成为全球最大
新能源汽车市场，2014年电动汽车销售量为7万辆，2015年为30万辆，2016年达到50万辆。随着电动汽车关键部件电池使用寿命逐渐到期，
动力电池报废量也越来越大。2020年我国动力电池累计的退役总量达到了约20万吨，而到2025年这一数字将升至约78万吨。
3.报废的锂离子电池内含有六氟磷酸锂、碳酸酯类有机物以及钴、锂、铜等重金属及塑料，这些均是宝贵资源，具有极高的回收价值。目前废旧动力锂离子电池回收主要有2种方式：一是梯次利用、二是拆解回收，对电池容量下降到50％以下的电池无法继续使用，只能将电池进行拆解并资源化回收利用，同时对于梯次利用报废的电池，最终也需要进行拆解及资源化回收利用。
4.锂离子电池由壳体、正极片(铝箔)、正极粉(含锂化合物)、负极片(铜箔)、负极粉(石墨)、电解液、隔膜等组成，拆解过程就是采用机械方法、物理方法、化学方法等将其各部份最大化地分离出来，提高其回收利用率，使其经济效益和社会效益最大化，并以减少环境污染为目的。
5.现有工艺是废旧电池经破碎热解后由干法筛分或风力风选技术分离极粉、铜铝箔和外壳桩头，此工艺存在正负极粉扬尘现象，存在电气短路、打火自燃等安全隐患，对现场空气环境和噪声影响很大，严重影响工人的身体健康，该工艺还需配备大抽力收尘净化设备增加了系统运行成本和投资成本。
技术实现要素：
6.针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种废旧锂电池的回收工艺。
7.本发明的技术方案为：
8.一种废旧锂电池的回收工艺，包括如下步骤：
9.(1)将废旧锂电池进行绝缘处理后转运至上料系统；
10.(2)物料经上料系统下落至破碎系统，物料在氮气保护状态下进行带电剪切式破碎，碎片通过螺旋转运至高温热解系统；
11.(3)破碎后的物料进入高温热解系统，在高温绝氧状态下对废锂电池极片上的pvdf胶及电解液进行热解，热解气通过排气口与有机气体收集处置系统对接实现烟气达标排放；
12.(4)从热解系统出来的物料下落至水动力分选系统，与从底部上涌的流动液体相遇后物料中比重较大的钢外壳和铜柱头快速下落后通过底部螺旋转运至储料斗或后端设备进一步分离，而比重轻的铜铝箔随流动的液体送至湿法剥离系统；
13.(5)经水动力分选系统分选出的铜铝箔在湿法剥离系统中经稀酸浸泡冲洗后，使
粘附在箔片上的正负极粉剥离脱落，能有效提高电池中贵重金属的回收率；
14.(6)剥离脱落后的铜铝箔在铜铝分选系统中烘干后进行剪切造粒，并送入色选机或比重分选机进行铜铝分离。
15.进一步地，所述上料系统实现振动给料、称重和皮带输送。
16.进一步地，所述破碎系统包括进料阀、剪切式
破碎机、转运螺旋和氮气保护装置。
17.进一步地，热解的温度为500-600℃，热解时间1-3小时。
18.进一步地，水动力分选技术将物料中比重轻的铜铝箔谁流动的液体送至后端的湿法剥离系统。
19.进一步地，所述湿法剥离系统包括湿法剥离循环装置、湿法剥离网带机、湿法
振动筛、稀酸配置机和泵。
20.进一步地，所述铜铝分选系统包括烘干机、剪切造粒机、色选机或比重分选机。
21.进一步地，水动力分选的母液可回用至湿法剥离系统，也可参入后续极粉调浆，如果要提高浆液浓度可采用压滤机或带式
过滤机制成的极粉或浓缩设备参入配浆来提高浆液浓度，过滤后的母液可回用作为系统补液。
22.进一步地，水动力分选系统能够替代为摇床或跳态分选设备等。
23.进一步地，湿法剥离能够替代为浸泡、擦洗、筛分和清洗的单体设备。
24.本发明通过剪切破碎将废锂离子电池拆解后进入热解炉进行高温热解，将其在高温绝氧状态下对废锂电池极片上的pvdf胶及电解液进行热解，热解后的物料直接进入水动力分选系统进行分选将废电池中的外壳桩头与铜铝箔极粉分离，铜铝箔再通过湿法剥离系统将其贴附在表面的极粉进一步剥离。从热解系统出来的电池粉料不需要再经过干法筛分或风力分选等过程，电池粉料直接进入水动力分选可避免极粉扬尘，由于电池中的含锂化合物、石墨粉料均是导电体和可燃物，如果在分选过程中粉料扬尘并长时间附着在电气开关上很容易引起电气短路、打火自燃，存在安全隐患。
25.本发明的有益效果在于：
26.(1)采用水动力分选代替干法筛分或风力风选，能够使分选过程中不存在极粉扬尘现象，不会有电气短路、打火自燃等安全隐患存在。
27.(2)水动力分选与湿法剥离技术均采用液体作为载体，既可相互独立相互衔接，也可合并运转。
28.(3)采用水动力分选由于不存在极粉扬尘，从而无需配备收尘净化设备，减少了系统运行成本和投资成本。
29.(4)采用水动力分选代替干法筛分和风力风选，还能够降低噪声，无扬尘现象，能有效改善作业环境。
30.(5)水动力分选的母液可回用至湿法剥离系统，也可参入后续极粉调浆，压滤后的母液可作为系统补液无需单独净化处理；湿法剥离液可用水动力分选的母液、调制的稀酸溶液、
湿法冶金的洗渣水的一种或几种，剥离液循环利用，适时补充剥离液。
31.(6)湿法剥离用稀酸也可作为水动力分选的母液参入水力分选，在正负极粉铜铝箔与铁壳桩头进行水力分选过程中，同时可对铜铝箔进行动态稀酸浸泡，在紊流过程中达到冲洗剥离铜铝箔表面极粉的目地
附图说明
32.图1为本发明的工艺流程框图。
具体实施方式
33.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明并不限于此。
34.实施例1
35.一种废旧锂电池的回收工艺，包括如下步骤：
36.(1)将废旧锂电池进行绝缘处理后转运至上料系统；
37.(2)物料经上料系统下落至破碎系统，物料在氮气保护状态下进行带电剪切式破碎，碎片通过螺旋转运至高温热解系统；
38.(3)破碎后的物料进入高温热解系统，在高温绝氧状态下对废锂电池极片上的pvdf胶及电解液550℃热解1.5小时，热解气通过排气口与有机气体收集处置系统对接实现烟气达标排放；
39.(4)从热解系统出来的物料下落至水动力分选系统，与从底部上涌的流动液体相遇后物料中比重较大的钢外壳和铜柱头快速下落后通过底部螺旋转运至储料斗或后端设备进一步分离，而比重轻的铜铝箔随流动的液体送至湿法剥离系统；
40.(5)经水动力分选系统分选出的铜铝箔在湿法剥离系统中经5％左右的稀硫酸浸泡冲洗后，使粘附在箔片上的正负极粉剥离脱落；
41.(6)剥离脱落后的铜铝箔在铜铝分选系统中烘干后进行剪切造粒，并送入色选机或比重分选机进行铜铝分离。
42.各组分物料回收率技术指标
43.主要产品产率(％)回收率(％)正负极极粉43.70≥98铜11.40≥98铝3.80≥98桩头及铁外壳15.2≥98
技术特征：
1.一种废旧锂电池的回收工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)将废旧锂电池进行绝缘处理后转运至上料系统；(2)物料经上料系统下落至破碎系统，物料在氮气保护状态下进行带电剪切式破碎，碎片通过螺旋转运至高温热解系统；(3)破碎后的物料进入高温热解系统，在高温绝氧状态下对废锂电池极片上的pvdf胶及电解液进行热解，热解气通过排气口与有机气体收集处置系统对接实现烟气达标排放；(4)从热解系统出来的物料下落至水动力分选系统，与从底部上涌的流动液体相遇后物料中比重较大的钢外壳和铜柱头快速下落后通过底部螺旋转运至储料斗或后端设备进一步分离，而比重轻的铜铝箔随流动的液体送至湿法剥离系统；(5)经水动力分选系统分选出的铜铝箔在湿法剥离系统中经稀酸浸泡冲洗后，使粘附在箔片上的正负极粉剥离脱落，能有效提高电池中贵重金属的回收率；(6)剥离脱落后的铜铝箔在铜铝分选系统中烘干后进行剪切造粒，并送入色选机或比重分选机进行铜铝分离。2.根据权利要求1所述的废旧锂电池的回收工艺，其特征在于，所述上料系统实现振动给料、称重和皮带输送。3.根据权利要求1所述的废旧锂电池的回收工艺，其特征在于，所述破碎系统包括进料阀、剪切式破碎机、转运螺旋和氮气保护装置。4.根据权利要求1所述的废旧锂电池的回收工艺，其特征在于，热解的温度为500-600℃，热解时间1-3小时。5.根据权利要求1所述的废旧锂电池的回收工艺，其特征在于,水动力分选技术是以液体为载体，通过泵送使液体产生动力，从底部上升的流动液体与从上面下落的物料汇合后将物料中比重轻的铜铝箔谁流动的液体送至后端的湿法剥离系统。6.根据权利要求1所述的废旧锂电池的回收工艺，其特征在于，所述湿法剥离系统包括湿法剥离循环装置、湿法剥离网带机、湿法振动筛、稀酸配置机和泵。7.根据权利要求1所述的废旧锂电池的回收工艺，其特征在于，所述铜铝分选系统包括烘干机、剪切造粒机、色选机或比重分选机。8.根据权利要求1所述的废旧锂电池的回收工艺，其特征在于，水动力分选系统母液可回用于湿法剥离系统，也可参入后续极粉配浆，压滤后的母液可作为水动力分选系统补液。9.根据权利要求1所述的废旧锂电池的回收工艺，其特征在于，水动力分选系统能够替代摇床或跳态分选设备。10.根据权利要求1所述的废旧锂电池的回收工艺，其特征在于，湿法剥离能够替代为浸泡、擦洗、筛分和清洗的单体设备。
技术总结
本发明公开一种废旧锂电池的回收工艺。本发明通过剪切破碎将废锂离子电池拆解后进入热解炉进行高温热解，将其在高温绝氧状态下对废锂电池极片上的PVDF胶及电解液进行热解，热解后的物料直接进入水动力分选系统进行分选将废电池中的外壳桩头与铜铝箔极粉分离，铜铝箔再通过湿法剥离系统将其贴附在表面的极粉进一步剥离。从热解系统出来的电池粉料不需要再经过干法筛分或风力分选等过程，电池粉料直接进入水动力分选可避免极粉扬尘，由于电池中的含锂化合物、石墨粉料均是导电体和可燃物，如果在分选过程中粉料扬尘并长时间附着在电气开关上很容易引起电气短路、打火自燃，存在安全隐患。安全隐患。安全隐患。
技术研发人员：王振云 倪云 甄必波 单欢乐 吴光辉
受保护的技术使用者：湖南江冶机电科技股份有限公司
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/1/11
声明：
“废旧锂电池的回收工艺的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：湖南江冶机电科技股份有限公司
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