一种电池精细回收方法与流程

1.本发明涉及废旧电池处理领域，尤其涉及一种电池精细回收方法。


背景技术：

2.随着新能源汽车产业大力发展，废旧的车用动力电池日益增多。废旧电池中含有大量的重金属、有机物、电解质及其转化物产生的有毒气体，无论是从保护环境的角度，还是从经济效益的角度出发，都有必要对废旧电池进行回收利用。
3.车用动力电池一般包括电芯、极耳和外壳等结构。电芯由带状的正极片和负极片卷绕而成，且正极片与负极片之间通过隔膜隔断。外壳由壳体和盖板组成，壳体用于容纳两个、四个或者更多数量的电芯，盖板则将电芯封装在内，且各个电芯的正极片和负极片分别通过极耳与盖板相连。此外，各个电芯外包覆有麦拉(mylar)膜，从而进一步固定。
4.现有的废旧电池回收方法比较粗放，一部分回收方法直接将整个电池切割破碎，另一部分回收方法将电池的两端整体切除，然后将电芯从外壳内推出，再将电芯切割破碎。在将电池的两端整体切除的过程中容易切到电芯，导致正负极材料的损失，并且可能存在正极片和负极片接触导致的安全风险。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种电池精细回收方法。
6.本发明提供如下技术方案：
7.一种电池精细回收方法，包括以下步骤：
8.s0，对电池进行放电；
9.s1，使电芯和盖板从壳体上脱离；
10.s2，剥除包裹在电芯上的薄膜；
11.s3，分离电芯与盖板；
12.s4，将电芯拆解，回收正极片和负极片；
13.其中，步骤s3包括：
14.s3-1，将电芯展开，使极耳露出；
15.s3-2，将极耳切断，使电芯与盖板分离。
16.作为对所述电池精细回收方法的进一步可选的方案，所述对电池进行放电包括：
17.利用放电设备将电池的电压放至3v以下。
18.作为对所述电池精细回收方法的进一步可选的方案，步骤s1包括：
19.s1-1，对外壳进行切割，使盖板与壳体分离；
20.s1-2，固定盖板，移动壳体，使电芯从壳体内脱出。
21.作为对所述电池精细回收方法的进一步可选的方案，所述对外壳进行切割包括：
22.使切刀的刃口朝向壳体的侧面，并从壳体靠近盖板的一端切入，然后沿盖板的周向移动。
23.作为对所述电池精细回收方法的进一步可选的方案，在步骤s1-2之后，还包括：
24.s1-3，分别对壳体和电解液进行收集。
25.作为对所述电池精细回收方法的进一步可选的方案，在所述剥除包裹在电芯上的薄膜之后，还包括：
26.对薄膜进行收集。
27.作为对所述电池精细回收方法的进一步可选的方案，所述将电芯展开包括：
28.使两个电芯远离盖板的一端相互背离，将两个电芯展开至盖板的两侧。
29.作为对所述电池精细回收方法的进一步可选的方案，在步骤s3-2之后，还包括；
30.s3-3，对盖板进行收集。
31.作为对所述电池精细回收方法的进一步可选的方案，所述将电芯拆解包括：
32.将电芯反卷，拆解为正极片、负极片、内层隔膜和外层隔膜。
33.本发明的实施例具有如下有益效果：
34.先仅将盖板与壳体分离，使盖板与电芯保持连接，在电芯与盖板彻底分离之前充分利用盖板易于夹持着力的特点方便快捷地将电芯从外壳内取出。然后通过剥除包裹在电芯上的薄膜使电芯之间不再连为一体，将电芯展开至盖板的两侧，使电芯与盖板之间具有足够宽的间隙，从而便于将极耳切断，使电芯与盖板彻底分离。最后将电芯反卷，拆解得到完整的正极片和负极片。上述操作过程环环相扣，通过剥除薄膜和展开电芯为电芯与盖板的彻底分离提供更好的切割条件，不易切到电芯，既避免了材料损失，又避免了正极片和负极片在切割过程中接触导致的安全风险。
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
37.图1示出了本发明实施例提供的一种电池精细回收方法的整体流程图；
38.图2示出了本发明实施例提供的一种电池精细回收方法中步骤s1的流程图；
39.图3示出了本发明实施例提供的一种电池精细回收方法中步骤s3的流程图；
40.图4示出了本发明实施例提供的一种电池精细回收方法中电芯展开后的示意图；
41.图5示出了本发明实施例提供的一种电池精细回收方法中电芯的结构示意图。
42.主要元件符号说明：
43.100-电芯；110-内层隔膜；120-负极片；130-外层隔膜；140-正极片；200-极耳；300-盖板。
具体实施方式
44.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
45.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
48.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
49.实施例
50.请参阅图1，本实施例提供一种电池精细回收方法，用于回收废旧电池。在本实施例中，废旧电池为锂电池，具体为车用动力电池，包括但不限于乘用车、商务车、电动自行车等。在本技术的其它实施例中，废旧电池也可以是手机电池等。
51.其中，车用动力电池包括电芯100(参阅图5)、极耳200(参阅图5)和外壳等结构。电芯100由带状的正极片140(参阅图5)和负极片120(参阅图5)卷绕而成，且正极片140与负极片120之间通过隔膜隔断。铝质的外壳由壳体和盖板300(参阅图5)组成，壳体内容纳有两个电芯100，盖板300在电芯100置入壳体内部后将电芯100封装在壳体内，且各个电芯100的正极片140和负极片120分别通过极耳200与盖板300相连。此外，两个电芯100外包覆有薄膜，在本实施例中，该薄膜为麦拉(mylar)膜。
52.具体地，电池精细回收方法包括以下步骤：
53.s0，对电池进行放电。
54.具体地，利用放电设备将电池的电压放至3v以下，此时电池电量几近于零。
55.在本实施例中，当电池的电压为2.7v左右时即可停止放电。
56.通过对电池进行放电，电池中的锂重新回到正极片140上，便于后续的回收利用。此外，在后续拆解电池的过程中，也会更加安全。
57.现有的废旧电池回收方法采用将电池放置在盐水中的方式对电池进行放电，但盐水放电周期长，效率低下，并且会产生污染。相比之下，利用放电设备对电池进行放电的效率更高，污染更少，适用于废旧电池的工业化批量回收。
58.s1，使电芯100和盖板300从壳体上脱离。
59.请结合图2，具体步骤如下：
60.s1-1，对外壳进行切割，使盖板300与壳体分离。
61.具体地，在本实施例中，用切刀对外壳进行切割，使切刀的刃口朝向壳体的侧面，并从壳体靠近盖板300的一端切入，然后沿盖板300的周向移动，从而使盖板300与壳体分离。
62.在本技术的另一实施例中，也可以在壳体周围布置多个切刀，使多个切刀分别切入壳体的各个侧面，将壳体完全切断，从而使盖板300与壳体分离。
63.采用切刀将盖板300切下产生的粉尘少，且购入成本和维护成本低。
64.在本实施例的一个具体实施方式中，盖板300仅设置在外壳的一端，两个电芯100的正极片140和负极片120均通过极耳200与该盖板300相连。
65.在本实施例的另一具体实施方式中，盖板300也可以同时设置在外壳的两端，两个电芯100的正极片140通过极耳200与其中一个盖板300相连，两个电芯100的负极片120通过极耳200与另一个盖板300相连。此时，需要用切刀将两个盖板300从外壳上切下。
66.s1-2，固定盖板300，移动壳体，使电芯100从壳体内脱出。
67.现有的废旧电池回收方法从外壳的侧面进行切割，并将外壳的端部完全切下，使盖板300与壳体分离的同时，也使盖板300与电芯100断开。但是，电芯100与盖板300的间距很小，切割时对定位精度的要求很高，极易切到电芯100，造成材料的损失，并且可能存在正极片140和负极片120接触导致的安全风险。此外，与盖板300断开后的电芯100难以着力，增加了从外壳内取出电芯100的难度，往往需要将外壳的另一端切下，然后将电芯100从外壳内推出，同样容易切到电芯100，造成材料的损失，并可能存在正极片140和负极片120接触导致的安全风险。
68.相比之下，仅将盖板300从外壳上切下，既不容易切到电芯100，也能在切割完成后方便快捷地使电芯100从壳体内脱出，避免材料损失，同时消除正极片140和负极片120在切割过程中接触导致的安全风险。
69.特别地，由于电芯100外包裹有麦拉膜，而麦拉膜上沾有电解液，故电芯100与壳体之间的摩擦力很小，电芯100易于从壳体内脱出。
70.s1-3，分别对壳体和电解液进行收集。
71.s2，剥除包裹在电芯100上的麦拉膜，对麦拉膜进行收集。
72.具体地，剥除麦拉膜时，先利用发热丝将麦拉膜熔断，然后将麦拉膜从两个电芯100上解下。
73.利用发热丝熔断麦拉膜时，不受麦拉膜自身柔韧性的影响，也不需要寻找麦拉膜的边缘，能够快速、有效地将麦拉膜熔断。
74.s3，分离电芯100与盖板300。
75.请结合图3，具体步骤如下：
76.s3-1，将电芯100展开，使极耳200露出。
77.请参阅图4，具体地，在麦拉膜被剥除后，两个电芯100之间互不连接。使两个电芯100远离盖板300的一端相互背离，将两个电芯100展开至盖板300的两侧。此时，两个电芯100靠近盖板300的一端仍分别通过极耳200与盖板300相连，且极耳200暴露在外。
78.s3-2，将极耳200切断，使电芯100与盖板300分离。
79.具体地，沿图中的虚线用切刀将四处极耳200切断，进而断开电芯100与盖板300之间的连接。
80.在本技术的另一具体实施方式中，封装在壳体内的电芯100的数量为四个。四个电芯100分为两组，每组两个，且同组的两个电芯100摞放在一起。两组电芯100分别展开至盖板300的两侧，先将极耳200切断，使两组电芯100分别与盖板300分离，然后将同组的两个电芯100分割开来。
81.如前所述，现有的废旧电池回收方法从外壳的侧面进行切割，并将外壳的端部完全切下，从而使盖板300与电芯100断开。但是，电芯100与盖板300的间距很小，切割时对定位精度的要求很高，极易切到电芯100，造成材料的损失，并且可能存在正极片140和负极片120接触导致的安全风险。
82.相比之下，展开后的电芯100与盖板300之间存在更宽的间隙，且间隙宽度等于极耳200中部未与电芯100和盖板300连接部分的长度，因而对定位精度的要求要低得多，切刀不易切到电芯100，避免材料损失，同时避免正极片140和负极片120在切割过程中接触导致的安全风险。
83.s3-3，对盖板300进行收集。
84.s4，将电芯100拆解，回收正极片140和负极片120。
85.请参阅图5，电芯100由带状的内层隔膜110、负极片120、外层隔膜130和正极片140沿顺时针方向卷绕而成，且内层隔膜110、负极片120、外层隔膜130和正极片140依次层叠。外层隔膜130将同一圈的负极片120和正极片140隔断，内层隔膜110则将相邻两圈的正极片140和负极片120隔断，具体是将内圈的正极片140与外圈的负极片120隔断。
86.此外，内层隔膜110、负极片120、外层隔膜130和正极片140均具有起卷端和终止端。内层隔膜110、负极片120、外层隔膜130和正极片140的终止端错开，在不同位置处结束卷绕。
87.在本实施例中，正极片140、负极片120、内层隔膜110和外层隔膜130依次结束卷绕。
88.具体地，拆解电芯100时，将电芯100反卷，拆解为正极片140、负极片120、内层隔膜110和外层隔膜130，然后对正极片140、负极片120、内层隔膜110和外层隔膜130进行收集。
89.先使外层隔膜130的终止端与电芯100的主体部分分离，沿逆时针方向将外层隔膜130从电芯100上拆解下来，并对外层隔膜130进行收集。
90.当内层隔膜110的终止端露出之后，使内层隔膜110的终止端与电芯100的主体部分分离，沿逆时针方向将内层隔膜110从电芯100上拆解下来，并对内层隔膜110进行收集。
91.当负极片120的终止端露出之后，使负极片120的终止端与电芯100的主体部分分离，沿逆时针方向将负极片120从电芯100上拆解下来，并对负极片120进行收集。
92.当正极片140的终止端露出之后，使正极片140的终止端与电芯100的主体部分分离，沿逆时针方向将正极片140从电芯100上拆解下来，并对正极片140进行收集。
93.此后，同时拆解正极片140、负极片120、内层隔膜110和外层隔膜130，分别对正极片140、负极片120、内层隔膜110和外层隔膜130进行收集。
94.现有的废旧电池回收方法直接将电芯100切割破碎，分离成多个小块。小块中的正极片140和负极片120没有分离，导致后续回收流程复杂，回收效率低，回收成本高。相比之
下，将电芯100反卷后可以得到相互独立且完整的正极片140和负极片120，有利于后续的回收处理，对贵重金属的回收效率更高，且回收成本更低。
95.采用上述电池精细回收方法对废旧电池进行回收时，先仅将盖板300与壳体分离，使盖板300与电芯100保持连接，在电芯100与盖板300彻底分离之前充分利用盖板300易于夹持着力的特点方便快捷地使电芯100从壳体内脱出。然后通过剥除麦拉膜使两个电芯100不再连为一体，将电芯100展开至盖板300的两侧，使电芯100与盖板300之间具有足够宽的间隙，从而便于切刀将极耳200切断，使电芯100与盖板300彻底分离。最后将电芯100反卷，拆解得到完整的正极片140和负极片120。
96.上述操作过程环环相扣，通过剥除麦拉膜和展开电芯100为电芯100与盖板300的彻底分离提供更好的切割条件，使切刀不易切到电芯100，既避免了材料损失，又避免了正极片140和负极片120在切割过程中接触导致的安全风险。
97.此外，整个电池被精细拆解，壳体、电解液、麦拉膜、盖板300、正极片140、负极片120和隔膜均能得到回收，且回收的难度低，剩余的废料少，从而减少对环境的污染，提高经济效益。
98.在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
99.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
100.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。