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随着我国对废旧电池问题的日益重视,以及垃圾分类试点城市的推广,锂电池的回收体系将得以完善,从而快速推进锂电池的阶梯利用和资源化处理.相信未来不久,在成熟的废旧电池回收技术和完善回收体系的助推之下,废旧电池可以真正做到变废为宝,从而加速我国能源转型升级和新能源汽车的发展。

目前,我国大部分的企业生产的动力锂电池单体外壳主要材质包括铝壳、镀镍钢、不锈钢等。单体电池的生产工序,主要是壳体的拆解和电芯的提取。在拆解时,会产生很多有害物质,如废气、有害液体,有害物质会对环境及工作人员构成威胁,所以需要集中收集并对有害物质进行无害处理。锂电池回收处理设备PLC的废旧锂电池自动拆解控制系统由七个关键部分组成,分别为料仓部分、HMI触摸屏部分、主控部分、机械手部分、环切部分、切断部分、取芯部分。

废旧锂离子电池的回收处理过程主要包括预处理、二次处理和深度处理。由于废旧电池中仍残留部分电量,所以预处理过程包括深度放电过程、破碎、物理分选;二次处理的目的在于实现正负极活性材料与基底的完全分离,常用热处理法、有机溶剂溶解法、碱液溶解法以及电解法等来实现二者的完全分离;深度处理主要包括浸出和分离提纯2个过程,提取出有价值的金属材料。按提取工艺分类,电池的回收方法主要可分为:干法回收、湿法回收和生物回收3大类技术。

物理分选法是指将电池拆解分离,对电极活性物、集流体和电池外壳等电池组分经破碎、过筛、磁选分离、精细粉碎和分类,从而得到有价值的高含量的物质。物理分离过程包括破碎、筛分、磁选、细碎和分类。实验利用一组旋转和固定叶片的破碎机进行破碎,利用不同孔径的筛子分类破碎物料,并利用磁力分离,物理分选法的操作较简单,但是分离锂离子电池实现金属回收。

在拆解废旧锂离子电池之前需要对其进行放电处理,这是为了防止锂离子电池的剩余电量造成安全隐患。常用的放电处理措施包括物理放电和化学放电。物理放电主要采用低温冷冻或者负载放电的方式;化学放电会将废旧锂离子电池放置在特定的盐溶液中,以实现锂离子电池的放电。浸泡盐溶液的浓度需要严格控制,好选用低浓度的盐溶液,以免废旧锂离子电池在放电过程中发生电解液的泄漏,进而污染锂离子电池的电极片。化学放电的处理方式适用范围相对较广,但是这种处理方式的操作时间相对较长。

当废旧锂离子电池被完全放电后,需要拆解电池的正极材料、负极材料、隔膜和外壳等。电池的拆解既可以用人工操作,也可以通过机械处理来完成。通常情况下,人工拆解主要用于实验室研究,拆解的工作量相对较小;机械拆解是借助冲击破碎机来拆解与粉碎电池,可以实现大规模的工业化处理,而且机械拆解所得的正极材料更纯净,其杂质含量相对较少,更方便后续的操作处理。

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