一种废旧镍氢动力电池的回收处理方法与流程

文档序号:12474911阅读:1287来源:国知局

本发明涉及新能源动力电池技术领域,尤其涉及一种废旧镍氢动力电池的回收处理方法。



背景技术:

目前,镍氢电池是二次电池,属于国家重点发展清洁能源扶持范围,特别是目前全球镍氢电池利用最为广泛的混合动力汽车,在国家2007年发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》、2012年发布的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》和《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》中均属于重点扶持对象。镍氢电池具有无污染、高性能、大功率、快速充放电、耐用性等许多优异特性。与铅酸蓄电池相比,镍氢电池具有比能量高、重量轻、体积小、循环寿命长等特点;相比于锂离子电池,镍氢电池主要原材料金属镍和稀土材料均可实现回收,锂离子电池回收价值不高,特别是重达数百公斤的车载锂离子电池的回收利用难较大,很容易造成二次污染;镍氢动力电池不含镉、铅等有毒金属,其中一些金属还有较高的回收价值,可称为绿色能源。

废旧镍氢动力电池的回收经济价值很高,因为其电池内部拥有着大量的镍、(30~50%)、钴、锌及稀土等元素具有较高的回收价值,加大废旧镍氢电池的回收力度,不仅有益于减少电池成本,还能够有效促进社会经济效益的提升,对社会的可持续发展有着极为重要的现实意义。但现有技术针对废旧镍氢动力电池的回收仍然处于起步阶段,缺乏有效的回收工艺和手段,因此急需提升镍氢动力电池的回收利用率。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种废旧镍氢动力电池的回收处理方法,该方法能够减少废旧镍氢动力电池对生态环境的危害,有效提高资源的回收利用率。

一种废旧镍氢动力电池的回收处理方法,所述方法包括:

将待处理的废旧镍氢动力电池经过切割处理之后将外壳切去,保留电池单体;

对所述电池单体进行破碎处理,将颗粒较大的含金属收集物破碎成较小的分散更好的碎料;

破碎后的碎料经过干燥处理后进行磁选,利用电极材料的磁性将所述碎料分选为含金属碎料和粘结剂、纤维物质两部分;

对所分选出来的粘结剂和纤维物质进行清洗处理;其中,在清洗液中添加适量的氮甲基吡咯烷酮将粘结剂溶解,所述纤维物质在清洗后得到纯净的纤维;

对所分选出的含金属碎料经过干燥球磨处理后得到细小颗粒碎料,对所述细小颗粒碎料进行湿法浸取处理,提取出稀土金属或化合物。

在对所述电池单体进行破碎处理的过程中不断通入稀盐酸,利用该稀盐酸维持破碎机内部的温度在适宜的范围内以及中和电解液。

所通入的稀盐酸的质量分数为5~10%。

所添加的氮甲基吡咯烷酮的用量为:

每克粘结剂添加10~15mL的氮甲基吡咯烷酮。

在对所述细小颗粒碎料进行湿法浸取处理的过程中:

采用1.5~2.5mol/L的H2SO4、液固比为5:1~6:1进行浸取处理;

且温度控制在25~30℃,反应时间控制在0.5~1.0h;

最终镍钴的回收率>98.0%,混合稀土浸出>95.0%。

由上述本发明提供的技术方案可以看出,该方法能够减少废旧镍氢动力电池对生态环境的危害,有效提高资源的回收利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例所提供废旧镍氢动力电池的回收处理方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述,如图1所示为本发明实施例所提供废旧镍氢动力电池的回收处理方法流程示意图,所述方法包括:

步骤11:将待处理的废旧镍氢动力电池经过切割处理之后将外壳切去,保留电池单体;

在该步骤中,切割之后的外壳输送至清洗,洗去表面残留的电极材料或者电解液等杂质,洗净后可直接出售。

步骤12:对所述电池单体进行破碎处理,将颗粒较大的含金属收集物破碎成较小的分散更好的碎料;

在该步骤中,在对所述电池单体进行破碎处理的过程中可以不断通入稀盐酸,利用该稀盐酸维持破碎机内部的温度在适宜的范围内以及中和电解液,实现电解液的无害无污化高效处理;具体实现中,所通入的稀盐酸的质量分数可以为5~10%。

步骤13:破碎后的碎料经过干燥处理后进行磁选,利用电极材料的磁性将所述碎料分选为含金属碎料和粘结剂、纤维物质两部分;

步骤14:对所分选出来的粘结剂和纤维物质进行清洗处理;

在该步骤中,在清洗液中可以添加适量的氮甲基吡咯烷酮(NMP)将粘结剂溶解,所述纤维物质在清洗后得到纯净的纤维,由于无电极材料的残留,可以直接回收再利用;

这里,所添加的氮甲基吡咯烷酮的用量可以为:每克粘结剂添加10~15mL的氮甲基吡咯烷酮(NMP)。

步骤15:对所分选出的含金属碎料经过干燥球磨处理后得到细小颗粒碎料,对所述细小颗粒碎料进行湿法浸取处理,提取出稀土金属或化合物。

在该步骤中,球磨后的颗粒越小,比表面积越大对材料中各种物质的浸取效率更有利。

具体实现中,在对所述细小颗粒碎料进行湿法浸取处理的过程中:

可以采用1.5~2.5mol/L的H2SO4、液固比为5:1~6:1进行浸取处理;且温度控制在25~30℃,反应时间控制在0.5~1.0h;最终镍钴的回收率>98.0%,混合稀土浸出>95.0%,有效提高了金属回收率。

综上所述,本发明实施例所提供废旧镍氢动力电池的回收处理方法具有如下优点:

1)解决了废旧镍氢动力电池的回收处理等工艺难题;

2)解决了镍氢动力电池内电解液的无害无污化高效处理,处理后的废液可以继续循环再利用,提高了水资源的利用效率,整套工艺水循环利用,无废水的排放;

3)利用机械破碎-湿法浸取,解决了各碎料之间的分选,提高了电极材料的回收率以及回收的经济效益;利用湿法浸取可有效的浸取出镍、钴以及稀土金属;

4)可有效减少废旧镍氢动力电池切割后外壳、粘结剂以及纤维物质上电极材料的残留,减少残留提高回收率。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

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