废锂电池回收设备工作原理是什么？
来源：宝鄂实业
2019-06-28 13:58
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锂电池介绍：锂离子电池(以下简称锂电池)因具有电压高、比容量大、寿命长和无记忆效应等显著优点，自其商业化以来便快速占领了便携式电子电器设备的动力源市场，且产量逐年增大。锂电池是电子消耗品，使用寿命约3 a。报废后的锂电池，如处理处置不当，其所含的六氟磷酸锂、碳酸酯类有机物以及钴、铜等重金属必然会对环境构成潜在的污染威胁。而另一方面，废锂电池中的钴、锂、铜及塑料等均是宝贵资源，具 有较高的回收价值。因此，对废锂电池进行科学有效的处理处置，不仅具有显著的环境效益，而且具有良好的经济效益。 锂电池主要由外壳、正极、负极、电解液与隔膜组成。正极是通过起粘结作用的PVDF将钴酸锂粉末涂布于铝箔集流体两侧构成；负极结构与正极类似，由碳粉粘结于铜箔集流体两侧构成。目前，废锂电池资源化研究主要集中于价值高的正极贵重金属钴和锂的回收，对负极材料的分离回收鲜见报道。为缓解经济快速发展而引发的日趋严重的资源短缺与环境污染问题，对废旧物资实现全组分回收利用已成为全球共识。
手机锂电池回收设备负极中的铜(含量达35%左右)是一种广泛使用的重要生产原料，粘附于 其上的碳粉，可作为塑料、橡胶等添加剂使用。因此，对废锂电池负极组成材料进行有效分离，对于大限度地实现废锂电池资源化，消除其相应的环境影响具有推动作用。常用的废锂电池资源化方法包括湿法冶金、火法冶金及机械物理法。相比于湿法及火法，机械物理法无需使用化学试剂，且能耗更低，是一种环境友好且效率较高的方法。本文作者基于锂电池负极结构特点，采用破碎筛分与气流分选组合工艺，对其进行分离富集研究，以实现废锂电池负极铜、铝与碳粉的分离回收。据锂离子电池回收价值资料显示，自2018年对应的从废旧动力锂电池中回收钴、镍、锰、锂、铁和铝等金属所创造的回收市场规模将达到53.23亿元，2020年达到101亿元，2023年废旧动力锂电池市场将达到250亿元。由此报废锂离子电池分离再利用金属具有高效益。锂电池凭借其自身的一系列优点，如绿色环保，高性能，大容量，寿命长等等优点迅速在电子市场方面占有一席之地，而且逐步代替了传统的铅酸电池。锂电池的使用量也日益增多，从而伴随的一个新问题就出现了：锂电池既然是环保电池，那也需要回收处理吗？当然需要，废弃的锂电池中含有大量不可再生且经济价值高的金属资源，如钴、锂，镍，铜，铝等，能有效回收处理废弃或者不合格的锂电池，不仅能减轻废锂电池对环境的压力，也可以避免造成钴、镍等金属资源的浪费。
废锂电池回收设备工作原理：
基于锂电池正负极结构及其组成材料铜与碳粉的物料特性，采用撕裂机、风力分离机、锤振破碎、振动筛分与气流分选组合工艺对废锂电池负极组成材料进行分离与回收。
废锂电池回收设备特点：目前国内针对报废锂电池中金属的回收主要应用湿法冶金技术，通过有机溶剂分离出正极活性物质，后通过萃取，沉淀，电解，生物等方法回收其中金属钴。现在报废手机锂电池通过撕碎破碎的方法进行拆分，粉碎锂电池原料，分离各组成部分，及正极、负极、电解液和隔膜纸等，实现了有价金属富集，减少有害物质对环境的污染。采用干式自动化处理方法，采用环保工艺设施。能有效对报废锂电池进行回收处理，使用干式机械方法而不是用化学方法分离锂电池壳体及其中的极片活性物质，可以在分离出锂电池各组分后，不用再考虑对化学过程中产生的副产物的回收利用，且不用担心副产物可能对环境带来的不利的影响，使整个工艺流程对环境不产生二次污染，做到绿色环保。
“用于回收锂离子电池中大部分材料的工作，经济上可行的技术很少。我们看到了一个尚未解决的挑战，并为所有使用电池的行业开发了可扩展的回收解决方案，“Fortum Recycling and Waste副总裁Kalle Saarimaa说。
Fortum通过低CO2湿法冶金回收工艺实现了80%的回收率。首先将电池安全地用于机械处理，将塑料，铝和铜分离并引导至其自身的回收过程。
湿法冶金回收工艺允许从电池回收钴，锂，锰和镍，并将其交付给电池制造商，以便在新电池的生产中重复使用。该技术由芬兰成长公司Crisolteq开发，该公司在芬兰Harjavalta拥有湿法冶金回收设施，该设施已经能够在工业规模上运行。
“最严格意义上的循环经济意味着将元素回收到其原始功能或目的。当我们讨论锂离子电池的回收时，最终的目标是将大部分电池组件再循环到新电池中，“Saarimaa分享道。
Fortum还在推动电池的所谓“第二次生命”应用，其中EV电池在不再适合其原始用途后用于固定式能量存储应用。
根据国际能源署的预测，到2030年，全球道路上的电动汽车数量将从300万增加到1.25亿。2015年全球锂离子电池回收市场价值约170万欧元，但它是预计未来几年将增长至超过200亿欧元。
1、通过锤振破碎、振动筛分与气流分选组合工艺可实现对废锂电池负极材料中金属铜与碳粉的资源化利用。2、正负极材料经过锤振破碎可有效实现碳粉与铜铝箔间的相互剥离，后经基于颗粒间尺寸差和形状差的振动过筛可使铜箔与碳粉得以初步分离。锤振剥离与筛分分离结果显示。
3、该设备主要用于锂离子电池生产厂家，对报废锂电池中的正负极材料进行分离处理，以便循环利用之目的。成套设备在负压状态中运作，无粉尘外泻，分离效率可达98%以上。
工作原理：先将整块锂电池进行机械拆解、外壳分离、隔膜分离、再将正负级原料用粗碎机破碎至10mm 以下，再进入微粒粉碎机进行剥离粉碎，后进入微粉分级机分离处理，尾灰由后道旋风分离器及脉冲除尘器收集。
常见锂电池分类：
锂电池可分为几大类（软包锂电池、塑料外壳锂电池、铝制外壳锂电池、18650镀锌外壳锂电池）根据锂电池材质不同，我们根据其特性做出处理生产流程。
中国电池回收利用领域有三类参与者：第三方回收企业，电池生产商、电池材料供应商。
1、 第三方回收企业。
优势：专业技术、资质，再生资源产业协同效应。格林美（拥有中国最大的废旧电池循环利用核心基地，每年回收处理废旧电池占中国总量的10%以上，年生产锂离子电池用钴镍原料与正极材料50000吨以上，打造“电池回收—原料再造—材料再造—电池包再造—新能源汽车服务”新能源全生命周期循环价值链）
2、电池生产商。
优势：纵向延伸产业链，打造成本优势。宁德时代（全球领先的动力电池系统提供商，2015年收购广东邦普，打造“研发生产+储能+回收”闭环锂电产业链，邦普年处理废旧电池总量超过20000吨）、南都电源（主导产品为阀控式密封铅酸蓄电池，2015年6月收购华铂科技51%股权，进军铅酸电池回收领域，2017年11月出资1亿元设立全资子公司安徽南都华铂新材料科技有限公司，开展锂电回收及新材料业务）
3、电池材料供应商。
优势：扩宽原料来源。华友钴业（上控资源，下拓市场，以自有矿产资源为保障，以锂电正极材料前驱体、钴的化学品以及铜镍金属为主要产品。2017年3月，设立华友循环科技有限公司，注册资本2亿元，2017年8月华友循环宣布收购碧伦生物技术股份有限公司100%股权与韩国TMC公司70%股权切入电池拆解回收领域）。
