[发明专利]一种退役动力锂电材料高值资源化的方法

权利要求书

1.一种退役动力锂电材料高值资源化的方法，包括以下步骤：

(1)将退役动力锂电池拆解为电芯、外壳、导线、铝片、塑料隔板、硅胶片、散热金属片等零部件；

(2)将拆解所得电芯进行多维检测，能量密度大于80％、且外观良好的电芯重新组装、进行梯次利用；

(3)拆解所得能量密度低于80％的电芯，通过储能系统将电池残余大部分电能转移、并储存备用，随后将电池置于盐水中，进行充分放电；

(4)充分放电后的电芯进行破碎、热解，以脱除电芯中的电解液、粘结剂等有机质；并通过分选、分离，得到电池黑粉；

(5)所得电池黑粉，通过控电位协同浸出，实现电池黑粉中目标元素有效浸出和还原剂高效利用；

(6)所述电池黑粉控电位协同浸出过程中，浸出体系电极电位传输至电位控制系统，体系的反应电位以数字信号传输至信号转换系统，脉冲信号经自动控制系统转化为动力调控信号，动力信号反馈至加料系统，由加料系统调控浸出物加入速率，实现控电位协同浸出黑粉中高价态、难反应的Co、Mn、Ni元素。浸出过程中，通过设定浸出的电极电位，通过系列控制系统协同转换作用，完成协同高效浸出。

(7)浸出液经梯级深度除杂、逐级精准分离，制备出电池级镍、钴、锰和锂系列产品。

2.一种退役动力锂电材料高值资源化的方法，所述退役动力锂电其正极材料为锰酸锂、钴酸锂、三元材料中的至少一种。

3.根据权利要求1所述一种退役动力锂电材料高值资源化的方法，其特征在于：在退役动力锂电池拆解过程中，采用机器人自动化智能拆解系统，将电池包拆解为电芯、外壳、导线、铝片、塑料隔板、硅胶片、散热金属片等零部件；电芯继续进行后续处理工序，拆解所得其他组件分类，分别进行再利用或销售处理。

4.根据权利要求1所述一种退役动力锂电材料高值资源化的方法，其特征在于：拆解所得电芯进行多维度检测，能量密度大于80％，且外观形态良好的电芯重新组装、进行梯次利用，组装所得电池用于储能、5G基站、低速车等低端电池应用市场。

5.根据权利要求1所述一种退役动力锂电材料高值资源化的方法，其特征在于：拆解所得电芯能量密度低于80％的电芯，通过储能系统将电池残余电能转移、并储存备用；随后将电芯置于盐水进行充分放电，所述放电时间至少在72小时以上。

6.根据权利要求1所述一种退役动力锂电材料高值资源化的方法，其特征在于：将充分放电后的电芯进行破碎、热解，所述热解温度控制在450℃—800℃范围内，所述载流保护气体为氮气或氩气中的至少一种，载流气体流量控制在50L—300L/min范围内；所述热解目的为了脱除电芯中的电解液、粘结剂等有机质；热解物料通过分选、分离，得到电池黑粉。

7.根据权利要求1所述一种退役动力锂电材料高值资源化的方法，其特征在于：在电池黑粉浸出过程中，所述浸出过程为控电位浸出；所述浸出系统的电位是在电位控制系统和加料调控系统等多系统协调配合下精确实现的。

8.根据权利要求1所述一种退役动力锂电材料高值资源化的方法，其特征在于：所述电池黑粉控电位协同浸出是在多系统精准协调、互馈的作用下进行。首先，浸出体系电极电位传输至电位控制系统，体系的反应电位以数字信号传输至信号转换系统；随后，脉冲信号经自动控制系统转化为动力调控信号，动力信号反馈至加料系统，由加料系统调控浸出物加入速率，实现控电位协同浸出黑粉中高价态、难反应的Co、Mn、Ni元素。浸出过程中，通过设定浸出的电极电位，通过系列控制系统协同转换作用，完成目标元素的协同高效浸出。所述浸出体系电位控制在100mv-400mv的范围内。

9.根据权利要求1所述一种退役动力锂电材料高值资源化的方法，其特征在于：电池黑粉的浸出液经梯级深度除杂，将浸出液中Mn、Cu、Zn、Fe、Al等杂质元素深度脱除；然后将性质相似元素Ni、Co通过逐级精准分离，从而制备电池级镍钴锰锂产品。所述退役动力锂电材料高值资源化中，镍、钴、锰、锂回收率分别为98.5％、99％、96％、91％。