[发明专利]锂电池回收方法及系统

说明书

本发明涉及锂电池回收方法及系统，该方法包括如下步骤：S1、预处理：将锂电池放电、破碎形成回收原料；S2、混合：将回收原料、造渣剂、还原剂按照一定比例混合均匀得到混合物；S3、等离子熔炼：将混合物置于等离子体熔炼炉内进行熔炼，熔炼过程中等离子体熔炼炉保持负压状态，混合物中的有机物气化并裂解形成可燃合成气，混合物中的有价金属则形成合金通过金属排放口排出获得合金；混合物中的无机物和其他金属熔融后通过熔渣溢流口排出最终成为玻璃体熔渣。本发明采用等离子体熔炼方法处理废旧锂电池，将其中有价值的钴、镍、铜金属进行回收，同时对其烟气进行有效的利用和处理，降低能耗并最终达标排放，流程简单、回收率高、批次处理量大。

技术领域

本发明涉及资源回收领域，尤其涉及一种锂电池回收方法及系统。

背景技术

近几年，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，随着新能源汽车、电子产品等大规模储能商品的发展，锂离子电池作为高效的储能设备，其应用规模及产量快速增长，大量的废旧锂离子电池因此而产生。预计2020年我国车用动力电池需求将达125Gwh，报废量将达32Gwh，报废电池折算为质量将达到约50万吨；到2030年，车用动力电池报废量将达101Gwh，报废动力电池量约116万吨。

废旧和不合格的锂离子电池内部含有大量的钴、镍、锰、铜、铝等金属材料，如果能有效地回收处理，不仅可以避免造成钴、镍、锰等重金属资源的浪费，还能减轻废旧电池对环境的压力。实现废旧锂离子电池的无害化及资源化处理，具有重要的经济价值和社会价值。

目前废旧锂电池回收处理过程中，主要采用干法回收技术和湿法回收技术，其中湿法回收技术工艺比较复杂，还存在回收路线长、投资大、设备多、环境污染大等缺点，且湿法工艺无法处置锂电池中的PVDF（聚偏二氟乙烯）；干法回收技术主要分为高温（800℃）干法技术和低温（400℃）干法技术，干法回收技术路线短、设备少，能有效处理其中的PVDF，但能耗高，需消耗大量的热。

等离子体是物质存在的第四态，它是气体电离后形成的一种高温、离子化、传导性气体，它具有宏观尺度内的电中性与高导电性的特性。等离子炬有着能产生高强度热源的优势，而且操作相对简单，等离子炬内的电离气体将电弧能量转移到工艺气体中，然后再进入工艺过程或者气化炉。

等离子技术在国外已被证明是一种安全、可靠、环保的垃圾处理技术，近年来其经济性有了很大的提高，促进了该技术从基础研究向商业化应用过渡。采用等离子技术处理废弃物，等离子火炬采用电加热，等离子火炬喷射的是高度电离气体（经加热的电离空气），喷射气体温度可达3000℃以上。

本发明拟采用等离子技术回收锂电池，克服现有技术存在的技术缺陷，提出一种锂电池回收方法及系统。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种流程简单、回收率高、批次处理量大、环境污染少的锂电池回收方法及系统。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种锂电池回收方法，该方法包括如下步骤：

S1、预处理：将锂电池放电、破碎形成回收原料；

S2、混合：将回收原料、造渣剂、还原剂按照一定比例混合均匀得到混合物；

S3、等离子熔炼：将混合物置于等离子体熔炼炉内进行熔炼，熔炼过程中等离子体熔炼炉保持负压状态，混合物中的有机物气化并裂解形成可燃合成气，混合物中的有价金属则形成合金通过金属排放口排出获得合金；混合物中的无机物和其他金属熔融后通过熔渣溢流口排出最终成为玻璃体熔渣。

作为本发明的进一步改进，所述锂电池回收方法还包括如下步骤：S4、二燃室燃烧：将可燃合成气通入二燃室进一步燃烧分解，使之完全转化为烟气。