[发明专利]一种基于热处理的废旧锂电池无害化回收处理方法

说明书

本发明公开了一种基于热处理的废旧锂电池无害化回收处理方法，包括以下步骤：(1)废旧锂电池经过放电、拆解后得到外壳、隔膜、电解液、正极材料及负极材料；(2)将得到的外壳和隔膜进行除杂处理，除杂后的外壳与隔膜进行回收再利用；(3)将得到的电解液进行热处理，实现残渣和尾气的无害化排放；将得到的正极材料和负极材料进行混合并破碎，破碎后的样品进行热处理，实现尾气的无害化排放，残渣中正负极粉、铜、铝的回收。本发明在电池有效拆解的基础上，实现可回收组分外壳与隔膜的最大回收力度，有毒有害的电解液的无害化处理与排放，正负极材料的回收，工艺方法操作简单，工艺流程短，易于工业化推广。

技术领域

本发明涉及废旧锂电池回收再利用技术领域，具体涉及一种基于热处理的废旧锂电池无害化回收处理方法。

背景技术

交通工具的变革和储能电网的快速发展滋生了对于锂电池消费和需求的增长，锂电池在电动汽车和混合动力汽车动力供应和能量存储装置方面的应用潜力正逐步被激发出来。因此，在全球范围内，锂电池的数量呈现爆发式增长的趋势。相应地，处于产品生命周期报废阶段的锂电池也随之激增。这些未经回收或处理的大量废旧锂电池，由于其含有的潜在有毒物质和环境污染物，会给人类健康及环境带来显著的负面影响。因此，对废旧锂电池的有效处理是关键的环境问题。

热转化技术的应用可以实现电池难处理组件的无害化处理及有效成分的回收利用，CN201811416385.4报道了一种废旧电池正极材料回收再利用工艺，运用热解方法对电极粉进行了回收，但并未对电池中的其他物质进行回收说明。CN202110461107.6报道了一种分离废旧锂离子电池中电极活性物质的方法，具体步骤为首先去除塑料件和电池隔膜，得到破碎物料，将破碎物料送入多膛炉进行热解处理，其中，多膛炉内包含8层结构，每层炉膛对应不同的热解温度，此处理方法程序升温复杂，控温变量多，操作过程复杂，难以实现工业化应用，并且忽略了具有较大环境危害的电解液的无害化处理。针对以铝壳动力锂电池、软包动力锂电池和3c锂电池为代表的锂电池缺乏系统全面的无害化处理方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于热处理的废旧锂电池无害化回收处理方法，在电池有效的拆解基础上，实现可回收组分外壳与隔膜的最大回收力度，有毒有害的电解液的无害化处理与排放，正负极材料的回收，该工艺方法操作简单，工艺流程短，易于工业化推广，实现了电池回收过程中的无害化和高质量的资源化。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于热处理的废旧锂电池无害化回收处理方法，包括以下步骤：

废旧锂电池经过放电、拆解后得到外壳、隔膜、电解液、正极材料及负极材料；

将得到的外壳和隔膜进行除杂处理，除杂后的外壳与隔膜进行回收再利用；

将得到的电解液进行热处理，实现残渣和尾气的无害化排放；

将得到的正极材料和负极材料进行混合并破碎，破碎后的样品进行热处理，实现尾气的无害化排放，残渣中正负极粉、铜、铝的回收。

本发明中，塑料外壳与隔膜进行除杂并分类回收，电解液经热转化处理后无害排放，正负极材料经热转化处理后回收正负极粉及铜、铝物质，实现了电池回收过程中的无害化和高质量的资源化。

优选地，所述的废旧锂电池包括磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池。

优选地，所述的外壳材质为塑料，所述的隔膜材质为单层聚乙烯、聚丙烯微孔薄膜或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层微孔复合膜。

优选地，所述的电解液的热处理温度为300-600℃，时间为2-4小时，气氛为惰性气体，所产生的气体经除尘、喷淋、活性炭吸附及氟、磷吸收处理后排放，所产生的残渣用作建筑材料。