一种回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法与流程

1.本发明涉及废旧锂离子电池回收技术领域，特别涉及一种回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法。


背景技术：

2.报废后的锂离子电池往往还有部分余电，部分电池剩余电量甚至接近满电，在机械破碎回收处理过程中，如不把余电先去除，很容易造成起火甚至爆炸。锂离子电池破碎过程起火的原因是破碎过程，造成电池内部正负极短路，导致发热和产生火花，并引燃电池内部易燃易爆的电解液，最终出现热失控的起火、爆炸现象。因此，为了避免出现此类危险状况，锂离子电池在回收处理之前必须先进行深度放电预处理。
3.目前公开的集中锂离子电池放电方法多为盐(氯化钠)水放电。然而，盐水放电存在较多的环保和安全问题，主要表现在放电过程电池形成电解盐水的效应，负极产生氯气，正极产生氢气，危险大，毒性强；且极耳易腐蚀，导致放电不稳定；放电后的废液因部分电池破损漏液等情况，放电盐水含氟及重金属杂质，盐水成为难以处理的危废。
4.同时目前对于锂离子电池回收过程基本不能实现电解液的回收，只能作为废气处理。锂离子电池中电解液的占比为2～5％，如能进行有效回收，则能带来额外的价值，避免电解液进入到后续的处理环节，带来环保问题。
5.有鉴于此，本发明提供一种回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，以有效解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，以解决方形和软包锂离子电池盐水放电不彻底残留电量，破碎过程仍存在起火爆炸风险的问题；解决盐水放电过程会产生难处理废水的问题；解决电解液不能回收的问题。
7.为达上述目的，本发明提供一种回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，其包括以下步骤：
8.一、对锂离子电池的底角进行切角；
9.二、对切角后的锂离子电池进行抽真空，将锂离子电池中的电解液抽出；
10.三、对抽出的电解液进行冷凝回收。
11.所述的回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，其中，在步骤一中，对锂离子电池的底角进行切角时，仅切除锂离子电池的外壳，不得破坏锂离子电池的卷芯。
12.所述的回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，其中，在步骤一中，切除锂离子电池呈对角设置的两个底角。
13.所述的回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，其中，在步骤一中，将电池的底角与水平面呈20
‑
60
°
夹角切除。
14.所述的回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，其中，在步骤一中，切除的底角
厚度不小于1.5倍的外壳厚度。
15.所述的回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，其中，在步骤二中，将切角后的至少一个锂离子电池送入抽真空装置，所述抽真空装置通过真空管与低温冷凝器的一端连通，所述低温冷凝器的另一端与真空泵连通，所述低温冷凝器的出口还与电解液收集罐连通。
16.所述的回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，其中，在步骤二中，抽真空时，真空度为
‑
0.08mpa到
‑
0.1mpa，持续20
‑
30min。
17.所述的回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，其中，在步骤三中，电解液经真空泵抽取后，进入到低温冷凝器中，将电解液冷凝成液体，液体电解液汇聚到电解液收集罐。
18.所述的回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，其中，在步骤三中，冷凝温度为
‑
30～
‑
50℃。
19.所述的回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，其中，所述方法适用于方形锂离子电池和软包锂离子电池。
20.本发明的有益效果在于：本发明对方形和软包锂离子电池的底角进行切除，然后进入真空罐中进行真空抽取电解液，电解液再进行冷冻冷凝回收。可以使锂离子电池在失去电解液后失效，在后续处理过程不会发生起火和爆炸的风险，同时电解液进入真空抽取装置中并冷凝收集，对电解液进行了充分的回收。
附图说明
21.图1为预处理后的电池的主视图；
22.图2为预处理后的电池的侧视图；
23.图3为预处理后的电池的仰视图；
24.图4为根据本发明的回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法的工艺流程图；
25.图5为根据本发明的回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法的装置示意图。
具体实施方式
26.为清楚说明本发明的发明内容，下面结合实施例对本发明进行说明。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“竖直”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.首先，如图1至图3所示，方形锂离子电池1由于生产过程内部卷芯11与外壳12之间会有少量的间隙，以方便将卷芯11安装在外壳12内，并且防止电池使用过程发热膨胀，特别是卷芯11底部与外壳12底角会有较大的间隙。为了让电池内部的电解液挥发出来，需要将外壳12破坏，在破损外壳12的时候需要避免损伤电池内部的卷芯11，防止卷芯11短路，因此选取在电池的底角处进行切角13，使电解液泄露出来。需要说明的是，在电池的底角处，卷芯11与外壳12之间的间隙最大，在对电池的底角进行切角13时能够有效避免损伤卷芯11。
29.优选地，所述切角13的数量为至少两个，优选为对角的两个，如图3所示，从而实现更加快速地放电。切角13的数量也可以是四个。
30.再如图4和图5所示，本发明提供一种回收废旧锂离子失效电池及电解液的方法，所述方法主要包括以下步骤：
31.一、对锂离子电池的底角进行切角
32.方形锂离子电池上线，正负极朝上立放，放入切角工装，将电池的底角与水平面呈20
‑
60
°
夹角切除2
‑
5mm(切除的底角厚度)，具体切除的底角厚度根据电池规格型号和外壳厚度进行确定。优选地，切除的底角厚度应不小于1.5倍的外壳厚度。
33.切角个数不少于2个，当切角为2个时，在锂电池的底部对角实施切角，以实现较好的电解液抽除效率。
34.二、对锂离子电池进行抽真空
35.如图5所示，抽真空装置2通过真空管3与低温冷凝器4的一端连通，所述低温冷凝器4的另一端还与真空泵5连通。此外，所述低温冷凝器4的出口还与电解液收集罐6连通。
36.切角后的锂离子电池送入抽真空装置2，一次抽真空可根据电池规格大小，确定多个电池共同抽真空。切角后的锂离子电池送入抽真空装置2后，关闭进料口21，启动真空泵5，持续抽真空，真空度为
‑
0.08mpa到
‑
0.1mpa，整个过程约持续20
‑
30min。完成抽真空后，打开出料口22，将锂离子电池取出，此时电池已失效。经实验检测，只有极少部分电池还剩余极少量的电解液，但已不会对后续处理过程造成风险。
37.三、对电解液冷凝回收
38.电解液经真空泵5抽取后，进入到低温冷凝器4中，将电解液冷凝成液体，液体电解液汇聚到电解液收集罐6，实现对液体电解液的收集，该能源得以重复利用。优选地，冷凝温度为
‑
30～
‑
50℃。
39.本发明所提供的回收失效电池和电解液的方法，也可满足软包电池的切角及电解液的去除回收，且软包电池由于外向更容易判断不伤及卷芯，切口可以更大，电解液的释放效果更好。
40.最优实施例
41.一、对锂离子电池的底角进行切角
42.在对锂离子电池进行切角时，确保切角的厚度是外壳厚度的2倍，切角个数为两个且对角切除，切角与水平面呈45
°
，可以保证切口面积最大，电解液释放率抽除率为95％以上。
43.二、对锂离子电池进行抽真空
44.抽真空时，切角电池的真空度
‑
0.09mpa，保持5min，电解液抽除率96％以上。
45.三、对电解液冷凝回收
46.低温冷凝器的冷凝温度为
‑
40℃，电解液回收率95％以上。
47.综上所述，本发明的有益效果在于：本发明对方形和软包锂离子电池的底角进行切除，然后进入真空罐中进行真空抽取电解液，电解液再进行冷冻冷凝回收。可以使锂离子电池在失去电解液后失效，在后续处理过程不会发生起火和爆炸的风险，同时电解液进入真空抽取装置中并冷凝收集，对电解液进行了充分的回收。
48.虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况
下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。