本发明涉及废旧锂离子动力电池技术领域，尤其涉及一种废旧锂离子动力电池回收处理系统。
背景技术：
目前，我国新能源汽车中使用锂离子电池比例不断升高，锂电池市场空间广阔，电动汽车以电代油，能够实现“零排放”与“低噪音”，是解决能源和环境问题的重要手段。随着石油资源的紧张和电池技术的发展，电动汽车开始在世界范围内逐渐推广应用。以电动汽车为代表的新一代节能与环保汽车是汽车工业发展的必然趋势已经成为普通共识，然而动力电池的性能随使用次数的增加而衰减，当动力电池性能下降到原性能的80％时，将不能达到电动汽车的使用标准。随着电动汽车保有量的增加，不能达到电动车使用要求的动力电池组将大量涌现，如何处理这些电动汽车上淘汰下来的电池，将会逐渐成为新能源汽车产业发展与环境、资源之间的矛盾。因此无论从资源环境保护角度衡量，还是从新能源汽车发展行业角度衡量，汽车动力电池的回收利用都是必须和重要的，预计2020年我国仅锂离子动力电池累计报废量就将达到12～17万吨，汽车动力电池的回收再利用将成为资源节约环境保护的一项重大任务。
然而汽车动力电池的回收再利用面临着回收技术方面的困难，是一项棘手的难题，现有技术中缺乏对废旧锂离子动力电池的回收处理方案。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种废旧锂离子动力电池回收处理系统，利用该系统能减少废旧新能源锂离子动力电池对生态环境的危害,并提高资源的回收利用率。
一种废旧锂离子动力电池回收处理系统，所述处理系统包括电池单体储存仓、传送带、循环水池、锤式高速碰撞破碎机、环保式鼓风烘干炉、刀片式破碎机、气体收集设备、第一气体处理装置、湿式滚筒、粗料杂物出口、集流体碎料出口、电极材料水溶液储存罐、压滤设备、还原冶炼炉、第二气体处理装置、萃取罐和冷凝塔，其中：
所述电池单体储存仓中存放有经检测分选处理后的废旧锂离子动力电池电芯；
将所述电芯从所述电池单体储存仓中取出，经所述传送带输送至所述锤式高速碰撞破碎机进行破碎处理，所述锤式高速碰撞破碎机与所述气体收集设备连接，防止废气泄漏，所述气体收集设备与所述第一气体处理装置连接；
经过所述锤式高速碰撞破碎机处理后的碎料输送至所述环保式鼓风烘干炉，对处理后的碎料进行干燥，烘干表面的碱液以及剩余的电解液；所述环保式鼓风烘干炉与所述气体收集设备连接后再与所述第一气体处理装置连接；
经过干燥处理后的碎料再进入所述刀片式破碎机，经所述刀片式破碎机二级破碎处理后的碎料进入所述湿式滚筒中，根据比重不同在水力作用下完成分选，分别分选出集流体、隔膜、塑料，并由所述粗料杂物出口以及集流体碎料出口进行分类收集；
分选处理后的电池电极材料随水进入所述电极材料水溶液储存罐，再经过所述压滤设备处理后得到含水量≤10％的滤饼；
将所述滤饼投入到所述还原冶炼炉中，在还原剂的作用下高温还原，电池电极材料添加剂与所添加的造渣剂反应形成炉渣，在还原冶炼过程中产生的废气则进入所述第二气体处理装置，高温还原后的物质一部分形成氧化锂蒸汽随管道进入所述冷凝塔，并在冷凝处理后进行收集；另一部分金属固体则输送至所述萃取罐，利用所述萃取罐溶解萃取其中的有用金属，完成对所述废旧锂离子动力电池的拆解破碎分选回收。
所述处理系统还包括：
切割装置，用于对废旧锂离子动力电池的上盖进行切割，并在切割后利用全自动取芯机取出电池电芯；
检测分选装置，用于对所述切割装置取出的电池电芯进行性能检测分类，将性能较差或剩余能量低的电池电芯经二次放电处理后存放到所述电池单体储存仓中进行后继分选处理，并将剩余能量高的电池电芯进行梯级利用处理。
在利用所述锤式高速碰撞破碎机进行一级破碎处理时，将处理后的碎料直径控制在40～50mm，且破碎率达100％。
在利用所述锤式高速碰撞破碎机进行一级破碎处理时，持续喷洒碱液。
在利用所述刀片式破碎机进行二级破碎处理时，将破碎后的碎料颗粒直径控制在25～30mm。
所述湿式滚筒内的高压循环水喷头的喷射角度可调节，能对湿式滚筒的各个部位以及滚筒内的碎料进行全方位无死角的喷洗。
所述还原冶炼炉中添加的还原剂为还原性焦炭，且造渣剂为熟石灰。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，利用上述系统能减少废旧新能源锂离子动力电池对生态环境的危害,并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锂离子动力电池回收处理系统的结构示意图。
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锂离子动力电池回收处理系统的结构示意图，所述处理系统包括电池单体储存仓1、传送带2、循环水池3、锤式高速碰撞破碎机4、环保式鼓风烘干炉5、刀片式破碎机6、气体收集设备7、第一气体处理装置8、湿式滚筒9、粗料杂物出口10、集流体碎料出口11、电极材料水溶液储存罐12、压滤设备13、还原冶炼炉14、第二气体处理装置15、萃取罐16和冷凝塔17，其中各部分的连接关系及工作过程为：
所述电池单体储存仓1中存放有经检测分选处理后的废旧锂离子动力电池电芯；
将所述电芯从所述电池单体储存仓1中取出，经所述传送带2输送至所述锤式高速碰撞破碎机4进行破碎处理；在利用所述锤式高速碰撞破碎机进行一级破碎处理时，将处理后的碎料直径控制在40～50mm，且破碎率达100％，从而有利于下一步的干燥，以及电解液的挥发；同时在上述一级破碎处理时需持续喷洒碱液，一方面维持破碎机内部的温度在适宜的范围内，另一方面可中和电解液，防止电解液分解产生HF腐蚀设备。
所述锤式高速碰撞破碎机4与所述气体收集设备7连接，防止废气泄露，所述气体收集设备7与所述第一气体处理装置8连接；
经过所述锤式高速碰撞破碎机4处理后的碎料输送至所述环保式鼓风烘干炉5，对处理后的碎料进行干燥，烘干表面的碱液以及剩余的电解液，从而减少电解液对设备的腐蚀以及向大气中的挥发，保护环境、安全可靠。
所述环保式鼓风烘干炉5与所述气体收集设备7连接再与所述第一气体处理装置8连接；
经过干燥处理后的碎料再进入所述刀片式破碎机6，经所述刀片式破碎机6二级破碎处理后的碎料进入所述湿式滚筒9中，根据比重不同在水力作用下完成分选，分别分选出集流体、隔膜、塑料，并由所述粗料杂物出口10以及集流体碎料出口11进行分类收集；这里，在利用所述刀片式破碎机6进行二级破碎处理时，因摩擦会产生大量的热，长时间高温工作会使设备使用寿命缩短，而水的注入可降低破碎机内部的温度，保护设备、延长设备的使用寿命，同时经破碎后的碎料在以水为介质条件下容易输送至其它设备。另外，在利用所述刀片式破碎机进行二级破碎处理时，可以将破碎后的碎料颗粒直径控制在25～30mm，使得颗粒直径严格控制在最佳分选范围，破碎分选的生产效率可达15～20t/h。
分选处理后的电池电极材料随水进入所述电极材料水溶液储存罐12，再经过所述压滤设备13处理后得到含水量≤10％的滤饼；
将所述滤饼投入到所述还原冶炼炉14中，在还原剂的作用下高温还原，电池电极材料添加剂与所添加的造渣剂反应形成炉渣，在还原冶炼过程中产生的废气则进入所述第二气体处理装置15，电池电极材料在还原剂的作用下高温还原后的物质一部分形成氧化锂蒸汽随管道进入所述冷凝塔17，并在冷凝后进行收集；另一部分金属(镍、镉、锰等)固体则输送至所述萃取罐16，利用所述萃取罐16溶解萃取其中的有用金属，完成对所述废旧锂离子动力电池的拆解破碎分选回收。
上述还原冶炼炉中添加的还原剂可以为还原性焦炭等还原性物质，且造渣剂可以为熟石灰，上述材料价格便宜，产物无污染。
上述两个气体处理装置主要是对有机物燃烧后产生的CO、二噁英等气体进行再处理，使得处理后的气体达标排放。
在具体实现过程中，上述处理系统中还可包括：
切割装置，用于对废旧锂离子动力电池的上盖进行切割，并在切割后利用全自动取芯机取出电池电芯；
检测分选装置，用于对所述切割装置取出的电池电芯进行性能检测分类，将性能较差或剩余能量低的电池电芯经二次放电处理后存放到所述电池单体储存仓中进行后继分选处理，并将剩余能量高的电池电芯进入梯级利用处理。所谓梯级利用是指通过对汽车使用后的动力锂电池进行拆解、检测和分类后的二次使用，主要用于家庭储能、新能源分布式发电储能、通讯基站等，使得动力电池价值得到充分发挥，减少资源浪费和环境污染。
另外，上述湿式滚筒9内的高压循环水喷头的喷射角度可调节，可对湿式滚筒9的各个部位以及滚筒内的碎料进行全方位无死角的喷洗，从而解决了湿式滚筒筛选网的堵塞以及碎料上残留电极材料清洗不彻底的问题。
综上所述，本发明实施例所提供的废旧锂离子动力电池回收处理系统具有如下优点：
1)解决了废旧锂离子动力电池的拆解、破碎以及金属回收等技术难题；
2)解决了不同型号动力电池外壳的自动拆解；
3)解决了锂离子动力电池剩余能量高的单体电池的梯级利用，动力电池价值得到充分发挥；
4)采用环保式密闭鼓风干燥炉，对破碎后的碎料进行烘干，除去碎料表面的电解液，减少电解液对设备的腐蚀以及向大气中的挥发，保护环境，安全可靠；
5)湿式滚筒以及高压水喷头冲洗的使用，解决了电极材料与集流体的分选难题，以及集流体上电极材料的残留问题；
6)采用还原冶炼炉，解决了电极材料中金属的冶炼提取以及有机物的煅烧去除，对环境无污染；
7)采用全自动废旧锂离子动力电池回收处理系统，自动化控制更加全面，整个生产运行只需3～5人，大大降低了工人的劳动强度。
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。