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废旧锂离子电池快速放电设备及方法

229   编辑:中冶有色技术网   来源:中国科学院过程工程研究所  
2025-02-27 15:36:47

权利要求

1.一种废旧锂离子电池快速放电设备,其特征在于,包括电池筐(1)、放电池(2)、放电池循环泵(3)、放电池压滤机(4)、清洗池(5)、清洗池循环泵(6)、清洗池压滤机(7)、链板卸料机(8)、高压风干机(9)、废水处理单元和废气处理单元;

电池筐(1)用于盛放锂电池,放电池(2)连放电池循环泵(3),放电池压滤机(4)与放电池循环泵(3)通过管道连接,同时放电池压滤机(4)的滤液出口通过管道通入放电池(2)的底部;清洗池循环泵(6)通过管道与清洗池(5)连接,清洗池压滤机(7)使用管道与清洗池循环泵(6)相连;放电池(2)与清洗池(5)之间连接有管道;链板卸料机(8)设置于清洗池(5)的尾部,链板卸料机(8)上有高压风干机(9);清洗池压滤机(7)的滤液出口以及放电池压滤机(4)的滤液出口分别连接废水处理单元;废气处理单元置于放电池(2)的上部。

2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述废水处理单元包括依次连接的隔油池(10)、调节池(11)、一级反应罐(12)、废水处理一级压滤机(13)、二级反应罐(14)、废水处理二级压滤机(15)、沉淀池(19)、AO池(18)、二沉池(17)和废水循环泵(16);清洗池压滤机(7)的滤液出口以及放电池压滤机(4)的滤液出口分别连接隔油池(10)。

3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述废气处理单元包括依次连接的排风罩(20)、喷淋塔(21)、活性炭吸附箱(22)和废气引风机(23);排风罩(20)置于放电池(2)的上部。

4.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述的锂电池为圆柱电池、软包电池和方壳电池中的一种或多种。

5.一种废旧锂离子电池快速放电方法,其特征在于,使用如权利要求1-4任一项所述的设备,所述方法包括如下步骤:

(1)对废旧锂电池电压进行检测,确定初始电压;

(2)将锂电池浸泡在含有放电溶液的放电池;

(3)放电1~20h后取出并清洗电池,并测量其电压<0.5V能够达到安全电压以下,定期对放电废水处理后循环使用。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的初始电压为2.5V~4.2V。

7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的锂电池为废旧三元镍钴锰锂电池、废旧磷酸铁锂电池和废旧钴酸锂电池中的一种或多种。

8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的放电溶液为硫酸盐混合溶液或者氯盐混合溶液;

所述的硫酸盐混合溶液为(a)硫酸钠、硫酸铜、硫酸亚铁和硫酸锌混合溶液;(b)硫酸钾、硫酸亚铁和硫酸锌混合溶液;(c)硫酸铝、硫酸镁溶液和硫酸铜混合溶液中的一种或多种;

所述的氯盐混合溶液为(a1)氯化钾和氯化铜混合溶液;(b1)氯化钠、氯化亚铁和氯化铜混合溶液;(c1)氯化亚铁、氯化镍、氯化钴和氯化铁混合溶液;(d1)氯化钠、氯化锌和氯化铜混合溶液;(e1)氯化亚铁、氯化铜和氯化铁混合溶液中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述硫酸盐混合溶液的质量浓度为5%~30%。

10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述氯盐混合溶液的质量浓度为5%~30%。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及退役锂离子电池资源化利用领域,具体为一种废旧锂离子电池快速放电设备及方法。

背景技术

[0002]随着锂离子电池的广泛应用,废旧锂离子电池管理问题也逐渐显现。废旧锂离子电池中包含的有害物质对环境和人类健康构成潜在风险。据统计,每年全球废旧锂离子电池产生数百万吨,其中包括来自消费电子设备和电动汽车的废弃电池。有效的废旧电池回收和处理变得至关重要。截至目前,全球废旧锂离子电池回收率仍相对较低,约为5%至10%左右。提高废旧电池回收率、发展环保的处理技术,以及建立更为严格的废旧电池管理体系,成为应对废旧锂离子电池问题的紧迫任务。在锂电池各金属组分分离之前,首先要进行锂离子电池失活或者放电,以使锂离子电池的剩余电量到达安全可拆解的水平。废旧锂离子电池放电具有重要现实意义,放电后的电池可以抑制火灾、爆炸和环境污染,而放电不充分则在电池回收过程中容易发生燃烧,难以回收电池中的有价金属。

[0003]废锂离子电池作为新的“城市矿山”亟待处置,具有资源、环境和安全三重属性,放电是电池处理过程中的关键安全步骤,当前的巨大挑战是开发废锂离子电池快速低成本的放电技术。随着报废量进一步增加,确保锂电池的安全储运和处理必将会成为一个重要问题。废锂离子电池的放电或失活通常采用导体或半导体、低温冷冻以及化学溶液等方法。导体或半导体放电是采用外接电阻/电子负载,放电后电压回升,留下巨大安全隐患。金属粉末或者碳材料短路放电不稳定,易粉尘爆炸。液氮冷却使锂离子处于惰性,该方法对设备要求较高,不易大批量操作。化学溶液放电是将废锂离子电池浸泡在溶液中短路使残余电量释放出来,是当前最安全可靠的手段。目前大多机构采用氯化钠浸泡对废锂离子电池进行放电,该方法简单易操作,放电彻底,但氯离子及电化学腐蚀造成电解液和有价金属泄露。而硫代硫酸钠、及醋酸锌等具有介质成本高、放电时间短等特点。碳酸盐等放电溶液对电池腐蚀极少,可以有效降低有机物与金属泄漏,但效率较低。因此急需明确放电路径探索快速清洁低成本的余电释放方法,实现可控放电。

[0004]CN113871743A公布了一种废旧锂离子电池安全快速放电方法,是将废旧锂离子电池用铜粉导电介质掩盖后倒入放电盐溶液,进行物理放电同时进行化学放电。该方法提高了废旧锂离子电池的放电效率,还能防止铜粉在放电过程中氧化,放电盐溶液用于吸收电池物理放电过程中产生的大量热,避免电池爆炸提高了安全性,解决了铜粉导电介质进行物理放电后电压易反弹的缺点;但是由于采用外加铜粉的形式,属于物理放电的一种,电池短路效果并不好,这是由于电池的正负极结构间存在较大间隙,通过填充铜粉和水溶液并不能实现良好短路,放电电流断断续续。

[0005]CN116247322A公开了一种废旧锂离子电池放电方法,将废旧锂离子电池外形提前进行破坏处理,再放入纯水或者自来水中放电一段时间后取出,并利用自热干燥电池,实现废旧锂离子电池的放电,工艺相对简化。但此方法在对电池预处理的破坏过程中增大了放电的安全风险,同时,在预处理未得当时利用纯水和自来水为介质进行放电会增加电池放电时长,影响放电效果,并且对后续利用电池自身释放热量干燥带来不便。

[0006]CN106252772A公开了一种废旧锂离子电池的快速放电方法,通过将锂离子电池浸泡在质量浓度为3%-5%盐水中10-15天,产生大量氢气和氧气,取出后烘干,利用针刺机刺入内部,对其进行针刺半个小时后拔出,实现了废旧锂离子电池的充分放电,且具有操作简单,效果明显的特点。但是其在盐水放电过程中电极腐蚀严重,大量电解液泄露,造成后续水处理的困难,同时产生的有机气体也需要集中收集处理,增加了成本。

[0007]一般认为,电解水反应是溶液放电过程中废锂离子电池电压下降的唯一路径。但在酸性溶液和碱性溶液中电池的正极和负极可能发生一系列负载的氧化还原竞争反应。水电解的电池电势为-1.23V,可以通过碱性或酸性反应途径进行,施加高于-1.23V 的电压会导致水电解,除了水分解反应外,盐溶液中的其他阴离子或阳离子也可能在电极表面发生氧化还原。通过放电过程监测及研究发现:废锂离子电池电量释放路径有电解水、电解液泄露以及电池短路放热三种,其中氯化钠和氯化钾等为代表的溶液放电路径以电解液泄露为主,电解水为辅,放电速率较高,但是造成了大量的金属腐蚀和电解液泄露。而以自来水和纯水为代表的溶液放电以电解水为主,不会造成大量腐蚀泄露,但放电速率很低。这主要是由于电解液泄露造成的电池压降远大于电解水路径。同样的碳酸盐以电解水放电路径为主,效率最低。

发明内容

[0008]针对现有放电技术速度慢,放电后电池腐蚀严重,且产生大量的放电废水等缺点,本发明通过用混合硫酸盐或氯盐溶液为放电介质,将废旧锂离子电池浸泡其中,利用外部短路原理形成的电子定向移动实现放电,且由于电池处于放电溶液中不会使电池发生热失控,放电后电池没有明显腐蚀,电池中的电解液基本无泄露。采用全自动化设备对其进行安全高效放电,并对放电过程中产生的废水废气进行相应处理处置,实现废水循环回用。本发明主要涉及一种利用硫酸盐或氯盐溶液为介质,将废旧锂离子电池浸没在盐溶液中使其快速放电的方法及其配套设备,该设备能够有效提高放电效率,减少电池金属损失,同时降低环境污染,保障后续对废旧锂离子电池的安全处理处置。

[0009]为了解决上述的问题,本发明提供了一种废旧锂离子电池快速放电设备及方法。所述方法和设备为一种以硫酸盐或氯盐溶液为放电介质的废旧锂离子放电药剂及设备,其主要通过抑制电解水过程,调控pH值以及添加金属阳离子,使溶液中的金属离子在负极得电子被还原,析出的金属单质囤积并结晶在正负极凹槽或连接空隙之间使电池发生外短路,结晶物非常牢靠,难以脱落,残余电量迅速释放,进而使电池失效,电池放电完全。

[0010]本发明采用以下技术方案:

[0011]一种废旧锂离子电池快速放电设备,包括电池筐、放电池、放电池循环泵、放电池压滤机、清洗池、清洗池循环泵、清洗池压滤机、链板卸料机、高压风干机、废水处理单元和废气处理单元;

[0012]电池筐用于盛放锂电池,放电池连放电池循环泵,放电池压滤机与放电池循环泵通过管道连接,同时放电池压滤机的滤液出口通过管道通入放电池的底部;清洗池循环泵通过管道与清洗池连接,清洗池压滤机使用管道与清洗池循环泵相连;放电池与清洗池之间连接有管道;链板卸料机设置于清洗池的尾部,链板卸料机上有高压风干机;清洗池压滤机的滤液出口以及放电池压滤机的滤液出口分别连接废水处理单元;废气处理单元置于放电池的上部。

[0013]一种废旧锂离子电池快速放电方法,使用如上所述的设备,所述方法包括如下步骤:

[0014](1)对废旧锂电池电压进行检测,确定初始电压;

[0015](2)将锂电池浸泡在含有放电溶液的放电池;优选的,锂电池与放电溶液的质量比为1:1-1:2;

[0016](3)放电1~20h后取出并清洗电池,并测量其电压<0.5V能够达到安全电压以下,定期对放电废水处理后循环使用。

[0017]具体地,一种废旧锂电池快速放电方法,包括以下步骤:硫酸盐或氯盐混合溶液的pH值范围是2.5-6.5,质量浓度为5%-30%,放电的时间为1-20h内,放电电池与溶液的固液比处于质量比1:1至1:2的范围内,溶液温度为10-40℃,该放电过程分为两个路径阶段,分别是缓慢电解水和短路放热电压快速下降两个阶段。初始阶段平台期压降小,以电解水为主;随后发生电池外短路,残余电压呈断崖式下降,电解液与金属溶出。溶液中的金属离子得电子被还原,析出的金属囤积结晶在正负极间,结晶物非常牢靠,难以脱落,使电池发生外短路,残余电量迅速释放,溶液升温,由于选取的金属离子溶液极易发生竞争性还原反应生成金属单质使电池短路,因此很难发生电解水反应产生气体。

[0018]本发明采用混合硫酸盐或氯盐作为放电介质,不仅能够减小电极的腐蚀,同时能够保证放电的高效稳定进行。其中,所述硫酸盐包括硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铜、硫酸锰、硫酸锌、硫酸镍、硫酸钴和硫酸铵中的一种以上;所述的氯盐包括‌氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化铵、氯化铁、氯化亚铁、氯化铜、氯化镍、氯化钴和氯化锌中的一种以上氯盐。

[0019]具体地,本发明的一种废旧锂电池快速放电设备,所述的设备包括电池筐、放电池、放电池循环泵、放电池压滤机、清洗池、清洗池循环泵、清洗池压滤泵、链板卸料机、高压风干机、隔油池、调节池、一级反应罐、废水处理一级压滤机、二级反应罐、废水处理二级压滤机、废水循环泵、二沉池、AO池、沉淀池、排风罩、喷淋塔、活性炭吸附箱、废气引风机。其中所述电池筐初始状态位于地面,它的升高降低和前进后退是由厂房的吊车控制移动的。上述所有设备的液相及气相流通均通过管道相连,4台压滤机下方设置有固体盛放容器,未放电电池进入电池筐通过机械手抓取投料,放电后的电池由电池筐倾倒进入链板卸料机,之后进行打包进入吨袋,运输至电池破碎车间的均匀振动给料机

[0020]进一步地,步骤(1)中,所述的初始电压为2.5V~4.2V。

[0021]进一步地,步骤(1)中,所述的锂电池为废旧三元镍钴锰锂离子、废旧磷酸铁锂电池和废旧钴酸锂电池中的一种或多种。

[0022]进一步地,步骤(2)中,所述的放电溶液为硫酸盐混合溶液或者氯盐混合溶液;所述硫酸盐混合溶液的质量浓度为5%~30%。所述氯盐混合溶液的质量浓度为5%~30%。例如,所述硫酸盐混合溶液的质量浓度为5%、7%、10%、15%、20%、25%或30%。所述氯盐混合溶液的质量浓度为5%、7%、10%、15%、20%、25%或30%。

[0023]进一步地,所述的硫酸盐混合溶液为(a)硫酸钠、硫酸铜、硫酸亚铁和硫酸锌混合溶液;(b)硫酸钾、硫酸亚铁和硫酸锌混合溶液;(c)硫酸铝、硫酸镁溶液和硫酸铜混合溶液中的一种或多种。优选地,(a)混合溶液中,硫酸钠、硫酸铜、硫酸亚铁和硫酸锌的质量比为1:9:9:1;(b)混合溶液中,硫酸钾、硫酸亚铁和硫酸锌的质量比为1:7:2;(c)混合溶液中,硫酸铝、硫酸镁溶液和硫酸铜的质量比为1:1:8。

[0024]进一步地,所述的氯盐混合溶液为(a1)氯化钾和氯化铜混合溶液;(b1)氯化钠、氯化亚铁和氯化铜混合溶液;(c1)氯化亚铁、氯化镍、氯化钴和氯化铁混合溶液;(d1)氯化钠、氯化锌和氯化铜混合溶液;(e1)氯化亚铁、氯化铜和氯化铁混合溶液中的一种或多种。优选地,(a1)混合溶液中,氯化钾和氯化铜的质量比为3:7;(d1)混合溶液中,氯化钠、氯化锌和氯化铜的质量比为1:1:8;(e1)混合溶液中,氯化亚铁、氯化铜和氯化铁的质量比为2:1:7。

[0025]该设备的工作原理为:

[0026](1)预放电的废旧锂离子电池由人工或吊车放入电池筐中,该料仓底部和四周均为冲孔筛板,物料在液态放电池中可以充分接触液态放电液,并可使放电液介质在放电仓内自由流动。

[0027](2)电池筐通过外部起吊机控制转移到主体放电设备各个部分。

[0028](3)放电时,装有未处理的废旧锂离子电池的电池筐被转移到放电池中。

[0029](4)静置放电1-20小时,放电池定期通过压滤机把水中的杂质过滤,再通过压滤系统对水进行过滤循环利用。

[0030](5)待电池电压下降到0.5V以下后,通过吊机将电池筐转移到清水池中对电池上残留放电介质进行清洗。通过清水的进出流动,将放电电池中含有固体残渣进行快速清洗,通过过滤系统把水中的杂质过滤,同时保证清洗液的流动性,再将循环水循环利用。

[0031](6)清洗完毕后通过吊机将电池筐转移到链板卸料机上,再利用高压风干机上端高压气的正压吹散去除水分,把电池中少量的水吹干,吹去其表面残留水渍。

[0032](7)最后将废旧锂离子电池转移到吨袋包装中,送入破碎预处理工序进行有价金属分离。

[0033](8)废水通过隔油池可以除去部分有机溶剂,再经过底部通入到调节池混合均匀;在一级反应罐中需要加入氢氧化钙和氯化钙,将废水中的氟、磷等杂质进行去除;在板框压滤机中过滤完后,滤液进入二级反应罐,罐中经过酸化,加入活性炭、PAC、PAM等可有效降低废水中的BOD和重金属杂质含量,经板框压滤机过滤后,沉淀一段时间取样分析达标后可泵入环保部门废水管道处理,或者转入AO池通过微生物氧化分解,进一步分解废水中的BOD,然后转入二沉池,经过水泵打入放电池中进行循环使用。

[0034](9)放电过程中排风罩、喷淋塔、活性炭吸附箱、引风机同时工作,对产生的废气进行处理,去除其中的水其以及VOCs等。

[0035]相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:

[0036](1)本发明所述方法使用硫酸盐或氯盐溶液中酯类水解少,在防止电解液溶出方面表现突出,同时金属损失少,放电过程电解水阶段时间短,产生极少量的氢气和氧气。

[0037](2)本发明所述方法通过利用直接浸泡在硫酸盐或氯盐溶液中,操作便捷,放电效率高,在1-20h内可以实现电池电压≤0.5V,成本较低。

[0038](3)本发明所述设备能够对废旧锂离子电池放电进行批量处理,且自动化程度较高,提高了放电效率,减少了人工成本,同时也减小了相关的安全风险。

附图说明

[0039]图1为废旧锂电池快速放电系统;

[0040]图中:1-电池筐、2-放电池、3-放电池循环泵、4-放电池压滤机、5-清洗池、6-清洗池循环泵、7-清洗池压滤机、8-链板卸料机、9-高压风干机、10-隔油池、11-调节池、12-一级反应罐、13-废水处理一级压滤机、14-二级反应罐、15-废水处理二级压滤机、16-废水循环泵、17-二沉池、18-AO池、19-沉淀池、20-排风罩、21-喷淋塔、22-活性炭吸附箱、23-废气引风机;

[0041]图2为废旧锂电池快速放电工艺流程图;

[0042]图3为对比例1电池残余电压随时间变化图;

[0043]图4为对比例2电池残余电压随时间变化图;

[0044]图5为对比例3电池残余电压随时间变化图。

具体实施方式

[0045]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。为达到上述目的,本发明采用如下的技术方案:如图1所示,本发明为废旧锂离子电池快速放电设备,包括电池筐1、放电池2、放电池循环泵3、放电池压滤机4、清洗池5、清洗池循环泵6、清洗池压滤机7、链板卸料机8、高压风干机9、隔油池10、调节池11、一级反应罐12、废水处理一级压滤机13、二级反应罐14、废水处理二级压滤机15、废水循环泵16、沉淀池19、AO池18、二沉池17、排风罩20、喷淋塔21、活性炭吸附箱22和废气引风机23。

[0046]废旧锂离子电池快速放电设备主要包含放电池2、电池筐1、清洗池5、废气处理单元和废水处理单元。本设备主要通过外部吊车控制电池筐在清水池、清洗池以及卸料风干单元,进行放电、清洗残留固体和去除电池表面水渍。卸料风干单元包括链板卸料机8和高压风干机9。

[0047]厂房内设置有吊车主要用来转移电池筐1及锂电池,电池筐1处于地面用于盛放锂电池,其中电池筐1为镂空316L钢板焊接而成,底部设置有插销快开机构,方便电池快速从底部卸料出来。放电池2用砖块及水泥堆砌而成,表面刷防腐胶泥,放电池循环泵3通过UPVC管道与放电池2连接,放电池压滤机4与放电池循环泵3通过UPVC管道连接,同时放电池压滤机4的滤液出口通过管道通入放电池2的底部。清洗池5同样用砖块及水泥堆砌而成,表面刷防腐胶泥,清洗池循环泵6通过UPVC管道与清洗池5连接,清洗池压滤机7同样使用管道与清洗池循环泵6相连。放电池2与清洗池5之间连接有一根UPVC管道方便两边水溶液交换使用。链板卸料机8设置于清洗池5的尾部,链板卸料机8上有高压风干机9。清洗池压滤机7的滤液出口以及放电池压滤机4的滤液出口分别连接隔油池10。废水处理单元包括依次连接的隔油池10、调节池11、一级反应罐12、废水处理一级压滤机13、二级反应罐14、废水处理二级压滤机15、沉淀池19、AO池18、二沉池17和废水循环泵16,上述元件均通过UPVC管道连接。废气处理单元包括依次连接的排风罩20、喷淋塔21、活性炭吸附箱22和废气引风机23,上述元件均通过316L不锈钢管连接安装,其中排风罩20设置于放电池的正上方。

[0048]所有锂电池(所述锂电池为圆柱电池、软包电池和方壳电池中的一种、两种或三种),锂电池初始状态均处于货架上或吨袋内,电池筐1平放于地面上,每次放电开始后,通过机械手将货架上的电池或使用吊车将吨袋内的电池放置于电池筐1内部,通过厂房设置的外部吊车对电池筐1进行升降与平移操作。

[0049]如图2所示,废旧锂离子电池快速放电设备的操作步骤如下:

[0050]1、 首先将废旧圆柱/软包/方形动力电池人工或使用机械手放置电池筐1内。该筐底部和四周均为镂空钢板,确保物料在放电池2中可以充分接触放电溶液,并可使放电溶液介质在放电仓内自由流动。

[0051]2、使用吊车将电池筐1吊入盛有前述放电溶液的放电池2内,放电1-20小时后。使用外用表测量电池电压,当电压≤0.5V时,放电完成,使用吊车将电池筐1连同放电后的电池转移至清洗池5。定期通过放电池循环泵3和放电池压滤机4把溶液中的铁铝杂质过滤,水溶液进行循环利用。放电池中产生的废气依次经过排风罩20、喷淋塔21、活性炭吸附箱22处理达标后,经过废气引风机23排放至大气。

[0052]3、将放电完毕的电池筐1吊入清洗池5,通过清水的进出流动,将放电电池中含有的固体残渣进行快速清洗,通过清洗池循环泵6和清洗池压滤机7把溶液中的杂质过滤,同时保证清洗液的流动性,再将清洗水循环利用。

[0053]4、清洗完毕后,继续使用吊车将电池筐1中的电池放置于链板卸料机8上,打开电池筐1底部的插销快开机构,清洗后的电池可在链板前段自动卸料,含有少量的水分自动流出,在链板卸料机8前进过程中,顶部的高压风干机9开始工作,将浸泡后的电池吹干,通过调整链板输送机的转速,把放电电池打包。

[0054]5、将电池包装进入吨袋,准备送入破碎预处理车间。

[0055]6、放电池废水或清洗池废水通过隔油池10可以除去部分有机溶剂,再经过底部通入到调节池11混合均匀;在一级反应罐12中需要加入氢氧化钙和氯化钙,将废水中的氟、磷等杂质进行去除;经过废水处理一级压滤机13过滤后,滤液进入二级反应罐14,在反应罐中经过酸化,加入活性炭、PAC、PAM等可有效降低废水中的BOD和重金属杂质含量,经废水处理二级压滤机15过滤后,通入沉淀池19一段时间取样分析达标后可泵入环保部门废水管道处理,或者转入AO池18通过微生物氧化分解,进一步分解废水中的BOD,然后转入二沉池17,经过废水循环泵16打入放电池或清洗池进行循环使用。

[0056]实施例1

[0057]本具体实施例将硫酸钠、硫酸铜、硫酸亚铁和硫酸锌以质量比为1:9:9:1的比例混合得到放电介质,将所述放电介质溶于去离子水中,得到放电介质质量浓度为10%的放电溶液,废旧三元镍钴锰锂离子电池与放电溶液的固液质量比为1:1,反应温度为20℃,对废旧三元镍钴锰锂离子电池进行放电处理,具体操作步骤如下:

[0058](1)对废旧锂电池电压进行检测,确定初始电压为4.1V。

[0059](2)将废旧锂电池浸泡在含有放电溶液的放电池中放电。

[0060](3)放电9h后取出并清洗电池,并测量其电压为0.26V<0.5V能够达到安全电压以下,定期对放电废水处理后循环使用。

[0061]实施例2

[0062]本具体实施例将硫酸钾、硫酸亚铁和硫酸锌以质量比为1:7:2混合得到放电介质,将所述放电介质溶于去离子水中,得到放电介质质量浓度为15%的放电溶液,废旧三元镍钴锰锂离子电池与放电溶液的固液质量比为1:2,反应温度为30℃,对废旧三元镍钴锰锂离子电池进行放电处理,具体操作步骤如下:

[0063](1)对废旧锂电池电压进行检测,确定初始电压3.9V。

[0064](2)将锂电池浸泡在含有放电溶液的放电池。

[0065](3)放电2.5h后取出并清洗电池,并测量其电压为0.33V<0.5V能够达到安全电压以下,定期对放电废水处理后循环使用。

[0066]实施例3

[0067]本具体实施例将硫酸铝、硫酸镁溶液和硫酸铜以质量比为1:1:8的比例混合得到放电介质,将所述放电介质溶于去离子水中,得到放电介质质量浓度为10%的放电溶液,废旧钴酸锂电池与放电溶液的固液质量比为1:2,反应温度为30℃,对废旧钴酸锂电池进行放电处理,具体操作步骤如下:

[0068](1)对废旧锂电池电压进行检测,确定初始电压3.58V。

[0069](2)将锂电池浸泡在含有放电溶液的放电池。

[0070](3)放电7.5h后取出并清洗电池,并测量其电压为0.47V<0.5V能够达到安全电压以下,定期对放电废水处理后循环使用。

[0071]实施例4

[0072]本具体实施例将氯化钾和氯化铜以质量比为3:7的比例混合得到放电介质,将所述放电介质溶于去离子水中,得到放电介质质量浓度为25%的放电溶液,废旧钴酸锂与放电溶液的固液质量比为1:2,反应温度为40℃,对废旧钴酸锂电池进行放电处理,具体操作步骤如下:

[0073](1)对废旧锂电池电压进行检测,确定初始电压3.75V。

[0074](2)将锂电池浸泡在含有放电溶液的放电池。

[0075](3)放电2h后取出并清洗电池,并测量其电压为0.12V<1.0V能够达到安全电压以下,定期对放电废水处理后循环使用。

[0076]实施例5

[0077]本具体实施例将氯化钠、氯化锌和氯化铜以质量比为1:1:8的比例混合得到放电介质,将所述放电介质溶于去离子水中,得到放电介质质量浓度为10%的放电溶液,废旧磷酸铁锂电池与放电溶液的固液质量比为1:2,反应温度为40℃,对废旧磷酸铁锂电池进行放电处理,具体操作步骤如下:

[0078](1)对废旧锂电池电压进行检测,确定初始电压3.6V。

[0079](2)将锂电池浸泡在含有放电溶液的放电池。

[0080](3)放电7h后取出并清洗电池,并测量其电压为0.42V<0.5V能够达到安全电压以下,定期对放电废水处理后循环使用。

[0081]实施例6

[0082]本具体实施例氯化亚铁、氯化铜和氯化铁以质量比为2:1:7的比例混合得到放电介质,将所述放电介质溶于去离子水中,得到放电介质质量浓度为10%的放电溶液,废旧磷酸铁锂电池与放电溶液的固液比为1:2,反应温度为40℃,对废旧磷酸铁锂电池进行放电处理,具体操作步骤如下:

[0083](1)对废旧锂电池电压进行检测,确定初始电压4.2V。

[0084](2)将锂电池浸泡在含有放电溶液的放电池。

[0085](3)放电1.5h后取出并清洗电池,并测量其电压为0.18V<0.5V能够达到安全电压以下,定期对放电废水处理后循环使用。

[0086]对比例1:

[0087]本具体实施例以碳酸铵为放电介质,将所述放电介质溶于去离子水中,得到放电介质质量浓度为10%的放电溶液,废旧三元镍钴锰锂电池与放电溶液的固液比为1:2,反应温度为25℃,对废旧三元镍钴锰锂电池进行放电处理,具体操作步骤如下:

[0088](1)对废旧锂电池电压进行检测,确定初始电压3.7V。

[0089](2)将锂电池浸泡在含有放电溶液的放电池。

[0090](3)放电1032h后取出并清洗电池,并测量其电压为1.23V>0.5V,不能够达到安全电压以下,且放电效率非常低,图3为对比例1电池残余电压随时间变化图。

[0091]对比例2:

[0092]本具体实施例以硫酸钠为放电介质,将所述放电介质溶于去离子水中,得到放电介质质量浓度为20%的放电溶液,废旧磷酸铁锂电池与放电溶液的固液比为1:1,反应温度为25℃,对废旧磷酸铁锂电池进行放电处理,具体操作步骤如下:

[0093](1)对废旧锂电池电压进行检测,确定初始电压3.82V。

[0094](2)将锂电池浸泡在含有放电溶液的放电池。

[0095](3)放电84.2h后取出并清洗电池,并测量其电压为0.49V<0.5V能够达到安全电压以下,但放电效率很低,图4为对比例2电池残余电压随时间变化图。

[0096]对比例3:

[0097]本具体实施例以氯化钠为放电介质,将所述放电介质溶于去离子水中,得到放电介质质量浓度为15%的放电溶液,废旧三元镍钴锰锂电池与放电溶液的固液比为1:1.5,反应温度为35℃,对废旧三元镍钴锰锂电池进行放电处理,具体操作步骤如下:

[0098](1)对废旧锂电池电压进行检测,确定初始电压3.66V。

[0099](2)将锂电池浸泡在含有放电溶液的放电池。

[0100](3)放电70.5h后取出并清洗电池,并测量其电压为0.48V<0.5V能够达到安全电压以下,但放电效率非常低,图5为对比例3电池残余电压随时间变化图。

说明书附图(5)




声明:
“废旧锂离子电池快速放电设备及方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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