本發(fā)明涉及一種廢舊鋰離子電池的處理方法，特別涉及廢舊鋰離子電池的高效安全放電方法，屬于廢舊鋰離子電池回收領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋰離子電池作為動力電池—EV(純電動汽車)、PHEV(插電式混合動力汽車)及HEV(混合動力汽車)進入了快速增長期國際能源署預(yù)測2015年HEV/PHEV/EV總銷量達1100萬輛，2020年達到近2400萬輛，鋰離子電池在動力電池中的市場份額必將逐漸上升。我國作為最大的鋰離子電池生產(chǎn)基地，鋰離子電池年產(chǎn)量超過20億只，比亞迪公司更是建立了8Gwh總生產(chǎn)規(guī)模的動力電池生產(chǎn)基地，每年可為60萬臺混合動力轎車提供電池。
這些進入市場的動力電池，一般在3～5年左右即將達到設(shè)計的壽命終止條件(容量衰減到初始容量的80％)，部分一致性不好或使用工況較惡劣的，甚至達不到3年的使用壽命。以此推算，我國將在2017年左右，迎來動力電池退役的GWh時代，此后逐年快速遞增，預(yù)計到2019年，最晚不會超過2020年，會有超過10GWh的退役動力電池規(guī)模。
為避免鋰離子電池的不適當(dāng)處理可能帶來的環(huán)境污染以及資源浪費，電池回收成為一個重要的研究領(lǐng)域。鋰離子電池約含金屬鈷，銅，鐵，鋁，鋰等金屬超過60％。這些金屬材料屬于一次資源，極具回收價值。尤其金屬鈷是稀少、價格較貴的金屬，沒有單獨的礦床，大多伴生于銅、鎳礦中，且品位較低。因而，鋰離子電池中存在大量有價金屬，回收利用具有較大的經(jīng)濟社會價值。
對鋰離子電池回收處理的第一步首先要將電池中剩余的電量安全高效地放出，才能進行后續(xù)的拆解、破碎等工序，否則拆解過程中由于電池短路而大量放熱，甚至可能出現(xiàn)爆炸等危險狀況，引起事故。目前廢舊鋰離子電池放電的方法多以含有鹽的水溶液作為電解質(zhì)進行緩慢放電。但該種方法放電速率慢，影響生產(chǎn)效率，電解水容易產(chǎn)生氫氣、氧氣等，存在安全隱患，使用過的水因壞舊電池流出的有機電解液污染而難以處理。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有廢舊鋰離子電池放電存在的缺陷，本發(fā)明的目的是在于提供一種高效安全、操作簡單、成本低廉的廢舊鋰離子電池放電的方法，該方法適用于傳統(tǒng)鈷酸鋰等多種鋰離子電池體系，可大規(guī)模推廣應(yīng)用。
為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，一種廢舊鋰離子電池高效安全放電的方法，該方法是將廢舊鋰離子電池與含導(dǎo)電粉體的介質(zhì)攪拌混合后，靜置放電。
本發(fā)明的技術(shù)方案關(guān)鍵在于采用固體導(dǎo)電粉體作為放電介質(zhì)，在廢舊鋰離子電池與導(dǎo)電粉體充分混合的條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)廢舊鋰離子電池的快速、高效放電，廢舊鋰離子電池電壓能快速降低至0.6V以下，能保證廢舊鋰離子電池后續(xù)拆卸過程中的安全性。采用的固體導(dǎo)電粉體不但擁有優(yōu)良的導(dǎo)電性能外，電子傳輸效率高，大大提高了放電效率，而且還有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能(如石墨)，從而能使廢舊鋰離子電池放電過程中產(chǎn)生的熱量迅速散發(fā)出去，降低了安全隱患，且固體導(dǎo)電粉體化學(xué)穩(wěn)定性好，使用后能夠重復(fù)利用，且消耗較小。廢舊鋰離子電池放電后能保持電池的完整性，過濾篩后能得到完整性好的廢舊鋰離子電池，便于后續(xù)拆解。本發(fā)明的技術(shù)方案中使廢舊鋰離子電池安全高效地放電，避免了傳統(tǒng)的在水溶液中放電的方法，存在易產(chǎn)生氫氣、氧氣等，且大量放熱導(dǎo)致水沸騰，易爆炸等不良因素。
優(yōu)選的方案，所述導(dǎo)電粉體與廢舊鋰離子電池的體積比為1:1～5:1。在該優(yōu)選范圍內(nèi)，能保證導(dǎo)電粉體與廢舊鋰離子電池充分接觸，使廢舊鋰離子電池放電順利進行。
優(yōu)選的方案，所述導(dǎo)電粉體為再生石墨粉、商用石墨粉、炭黑、硬碳中的至少一種。較優(yōu)選為再生石墨粉或商用石墨粉；最優(yōu)選為廢舊鋰離子電池回收的石墨粉，即再生石墨粉。即將廢舊鋰離子電池進行拆解后，石墨粉體材料回收繼續(xù)用于廢舊鋰離子電池的放電。
優(yōu)選的方案，所述含導(dǎo)電粉體的介質(zhì)中包含放電緩沖添加劑。通過添加放電緩沖添加劑能夠保證鋰離子電池合適的放電速率，進一步提高了安全性。
較優(yōu)選的方案，所述放電緩沖添加劑包括細砂和/或石灰粉。細砂和石灰粉放電緩沖效果較好的物質(zhì)，其與導(dǎo)電粉體混合，使廢舊電池放電過程相對穩(wěn)定，可以緩解快速放電過程中引起的局部過熱。
較優(yōu)選的方案，所述放電緩沖添加劑與導(dǎo)電粉體的體積比為1:5～1:10。在該優(yōu)選范圍內(nèi)，廢舊鋰離子電池放電的速率合適，不至于放電過快造成局部過熱。
較優(yōu)選的方案，所述靜置放電的時間為6～24h。較優(yōu)選為6～12h。本發(fā)明的技術(shù)方案放電時間短，具有高效的特點。
優(yōu)選的方案，廢舊鋰離子電池包括鈷酸鋰體系鋰離子電池、錳鈷鎳三元材料體系鋰離子電池、磷酸鐵鋰體系鋰離子電池中至少一種。
本發(fā)明的技術(shù)方案中廢舊鋰離子電池放電后，通過過篩處理，使廢舊鋰離子電池與導(dǎo)電粉體及放電緩沖添加劑等分離，導(dǎo)電粉體和放電緩沖添加劑回收重復(fù)使用，廢舊鋰離子電池進行后續(xù)的拆解等回收過程。
本發(fā)明的一種廢舊鋰離子電池高效安全放電的方法，該方法包含以下具體步驟：
1)在含有攪拌裝置的箱體中加入一定量的導(dǎo)電粉體和放電緩沖添加劑；
2)將待處理的廢舊鋰離子電池加入到裝置中；
3)啟動攪拌裝置，攪拌一定時間，停止，電池在靜置條件下進行放電；
4)一段時間后，將箱體中的粉體和廢舊鋰離子電池過篩，將分離出的鋰離子電池進行拆解，導(dǎo)電粉體和放電緩沖添加劑回收繼續(xù)用于廢舊鋰離子電池的放電。
相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案帶來的有益效果：
1)本發(fā)明的技術(shù)方案充分利用了固體導(dǎo)電粉體介質(zhì)的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，大大提高了廢舊鋰離子電池的放電效率，放電時間短，相比水溶液作為介質(zhì)放電，放電效率高，且大大提高了放電安全性。
2)本發(fā)明的技術(shù)方案采用細砂和石灰粉等作為放電緩沖添加劑，其放電緩沖效果較好的物質(zhì)，其與導(dǎo)電粉體混合，使廢舊電池放電過程相對穩(wěn)定，可以緩解快速放電過程中引起的局部過熱。
3)本發(fā)明的技術(shù)方案采用的固體導(dǎo)電粉體及放電緩沖添加劑來源廣，成本低，導(dǎo)電粉體可以是廢舊鋰離子電池回收的負極石墨粉(再生石墨粉)，也可以是商業(yè)石墨粉、炭黑等，能夠?qū)崿F(xiàn)廢舊電池材料的回收利用，節(jié)約了資源。放電緩沖添加劑采用細砂、石灰粉等廉價原料，固體導(dǎo)電粉體和放電緩沖添加劑能夠反復(fù)利用，有效節(jié)省了成本。
4)本發(fā)明的技術(shù)方案操作簡單，只需進行混合、靜置等操作，即可完成放電過程，能耗低，有利于推廣應(yīng)用。
5)本發(fā)明的技術(shù)方案無三廢產(chǎn)生，對環(huán)境友好，具有廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。
附圖說明
【圖1】為實施例1廢舊鋰離子電池放電的電壓變化圖。
具體實施方式
以下實施例旨在對本發(fā)明內(nèi)容做進一步詳細說明；而本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍不受實施例限制。
實施例1
一種廢舊鋰離子電池的高效安全放電方法，包括以下步驟：
(1)在含有攪拌裝置的箱體中加入一定量的再生石墨粉和細砂，石墨粉與細砂的體積比為10:1；
(2)將待處理的廢舊鋰離子電池加入到裝置中，石墨粉與鋰離子電池的體積比為4:1；
(3)啟動攪拌裝置，攪拌一定時間，停止，電池在靜置條件下進行放電，放電時間為12h；
(4)12h后，將箱體中的粉體和廢舊鋰離子電池過篩，將分離出的鋰離子電池進行拆解，石墨粉和細砂回收繼續(xù)用于廢舊鋰離子電池的放電。
采用本實施例對廢舊鋰離子電池放電的電壓變化如圖1所示，表明一塊殘余容量為225.0mAh的鈷酸鋰電池待放電后，其電壓降到0.4V。
實施例2
一種廢舊鋰離子電池的高效安全放電方法，包括以下步驟：
(1)在含有攪拌裝置的箱體中加入一定量的再生石墨粉和細砂，石墨粉與細砂的體積比為8:1；
(2)將待處理的廢舊鋰離子電池加入到裝置中，石墨粉與鋰離子電池的體積比為2:1；
(3)啟動攪拌裝置，攪拌一定時間，停止，電池在靜置條件下進行放電，放電時間為12h；
(4)12h后，將箱體中的粉體和廢舊鋰離子電池過篩，將分離出的鋰離子電池進行拆解，石墨粉和細砂回收繼續(xù)用于廢舊鋰離子電池的放電。
采用本實施例對廢舊鋰離子電池放電的電壓變化表明一塊殘余容量為225.0mAh的鈷酸鋰電池待放電后，其電壓降到0.6V。
實施例3
一種廢舊鋰離子電池的高效安全放電方法，包括以下步驟：
(1)在含有攪拌裝置的箱體中加入一定量的再生石墨粉和細砂，石墨粉與細砂的體積比為5:1；
(2)將待處理的廢舊鋰離子電池加入到裝置中，石墨粉與鋰離子電池的體積比為1:1；
(3)啟動攪拌裝置，攪拌一定時間，停止，電池在靜置條件下進行放電，放電時間為24h；
(4)24h后，將箱體中的粉體和廢舊鋰離子電池過篩，將分離出的鋰離子電池進行拆解，石墨粉和細砂回收繼續(xù)用于廢舊鋰離子電池的放電。
采用本實施例對廢舊鋰離子電池放電的電壓變化表明一塊殘余容量為225.0mAh的鈷酸鋰電池待放電后，其電壓降到0.45V。
實施例4
一種廢舊鋰離子電池的高效安全放電方法，包括以下步驟：
(1)在含有攪拌裝置的箱體中加入一定量的再生石墨粉和細砂，石墨粉與細砂的體積比為10:1；
(2)將待處理的廢舊鋰離子電池加入到裝置中，石墨粉與鋰離子電池的體積比為5:1；
(3)啟動攪拌裝置，攪拌一定時間，停止，電池在靜置條件下進行放電，放電時間為6h；
(4)6h后，將箱體中的粉體和廢舊鋰離子電池過篩，將分離出的鋰離子電池進行拆解，石墨粉和細砂回收繼續(xù)用于廢舊鋰離子電池的放電。
采用本實施例對廢舊鋰離子電池放電的電壓變化表明一塊殘余容量為225.0mAh的鈷酸鋰電池待放電后，其電壓降到0.5V。
實施例5
一種廢舊鋰離子電池的高效安全放電方法，包括以下步驟：
(1)在含有攪拌裝置的箱體中加入一定量的再生石墨粉；
(2)將待處理的廢舊鋰離子電池加入到裝置中，石墨粉與鋰離子電池的體積比為1:1；
(3)啟動攪拌裝置，攪拌一定時間，停止，電池在靜置條件下進行放電，放電時間為10h；
(4)10h后，將箱體中的粉體和廢舊鋰離子電池過篩，將分離出的鋰離子電池進行拆解，石墨粉回收繼續(xù)用于廢舊鋰離子電池的放電。
采用本實施例對廢舊鋰離子電池放電的電壓變化表明一塊殘余容量為225.0mAh的鈷酸鋰電池待放電后，其電壓降到0.7V。
實施例6
一種廢舊鋰離子電池的高效安全放電方法，包括以下步驟：
(1)在含有攪拌裝置的箱體中加入一定量的炭黑和細砂，炭黑與細砂的體積比為10:1；
(2)將待處理的廢舊鋰離子電池加入到裝置中，炭黑與鋰離子電池的體積比為3:1；
(3)啟動攪拌裝置，攪拌一定時間，停止，電池在靜置條件下進行放電，放電時間為12h；
(4)12h后，將箱體中的粉體和廢舊鋰離子電池過篩，將分離出的鋰離子電池進行拆解，炭黑和細砂回收繼續(xù)用于廢舊鋰離子電池的放電。
采用本實施例對廢舊鋰離子電池放電的電壓變化表明一塊殘余容量為225.0mAh的鈷酸鋰電池待放電后，其電壓降到0.8V。
對比例1
一種廢舊鋰離子電池的高效安全放電方法，包括以下步驟：
(1)在含有攪拌裝置的箱體中加入一定量的再生石墨粉和細砂，石墨粉與細砂的體積比為10:1；
(2)將待處理的廢舊鋰離子電池加入到裝置中，石墨粉與鋰離子電池的體積比為1:2；
(3)啟動攪拌裝置，攪拌一定時間，停止，電池在靜置條件下進行放電，放電時間為12h；
(4)12h后，將箱體中的粉體和廢舊鋰離子電池過篩，將分離出的鋰離子電池進行拆解，石墨粉和細砂回收繼續(xù)用于廢舊鋰離子電池的放電。
采用本實施例對廢舊鋰離子電池放電的電壓變化表明一塊殘余容量為225.0mAh的鈷酸鋰電池待放電后，其電壓降到1.2V。