CN107946685A - 一种废旧电池的智能处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种废旧电池的智能处理方法；本发明包括检测电池整体状况、整理拆解顺序、剪断各主副线并移走电池BMS部件、检查电池内部单个电池模块的内阻电压、拆解单个电池模块、分选梯级、报废电池的破碎等物理处理工序和高温焚烧、溶解萃取、提纯分选、后加工等化学处理工序，以及安全处置。同时将现有传送待处理的废旧电池设备改为灵活非固定的，智能载运设备，所述各个处理工序固定独立存在，由所述智能载运设备将待处理的废旧电池运送到各个工序进行处理。本发明不仅使废旧电池的利用率最大化，而且生产效率高；尤其是能对整个过程进行安全监控和安全处置，将安全隐患降低为零。

Description

一种废旧电池的智能处理方法

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种废旧电池的智能处理方法。

背景技术

随着我国新能源汽车产业快速发展，动力电池市场将迎来巨大增幅，同时，随之而来的动力电池回收再利用问题将越来越突出。我国作为新能源汽车推广大国，今后面临废旧电池处置问题将更为突出。电动汽车的特殊性在于它不能像传统内燃机车那样简单进行报废、金属回收了事。

一般来说，动力电池的容量低于初始容量的80%就认为动力电池寿命结束，不能再用在新能源汽车上。从目前技术来看，动力电池包的循环寿命为1000 -1500次左右，折合使用寿命为5年左右。随着电动汽车大范围推广，动力电池的报废数量也将越来越多，据中国汽车技术研究中心预测，到2020年，我国电动汽车动力电池累计报废量将达到12万-17万吨的规模。因此，对废旧动力电池进行很好的处理迫在眉睫。

目前，对废旧电池的处理大多是通过人工操作方式对废旧电池进行物理拆卸，然后循环利用资源，这样效率低下而且易挥发的电解液和有燃烧爆炸风险的切割工艺对人员安全造成隐患。即便有写研究也进行了一些自动化处理，也仅仅是对局部工艺进行改进，比如自动调整方向、自动切割和自动分离等。仍然存在如下一些不足：

1.电池匹配问题

我国不同车企的电池路线、电池的规格型号选择以及对电池的测评要求各不相同，造成了目前电池的型号过多，不同类型电池电压、充放平台都各不相同，所以在电池分选过程中将造成极大的困难。

2.电池二次成本问题

电池梯次利用过程中，物理拆卸与化学处理分开完成，或者其回收、拆解、分选、运输、仓储、二次成组。尤其电池拆解过程中，由于不同厂家电池结构、模组连接、工艺技术各不相同，自动化设备难以完成，需要存在大量的人工作业，效率低下。

3.安全问题

电池本身是能量载体，即使在放电完成之后，仍有部分能量残留。在电池拆解过程，由于存在大量的人工作业，操作规范性难以保证，如果一旦出现操作不当，容易引起事故；即便是部分已经实现机器化作业，也很难避免处理过程中出现短路、漏液等问题，进而造成起火爆炸等毁坏设备的安全事故。

4.回收率低下

对于动力电池，其容量低于初始容量的80%就认为动力电池寿命结束，都采用统一处理工艺，浪费太大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种废旧电池的智能处理方法，该方法不仅物理化学处理一体化，同时对不同容量的电池进行梯级分选、梯次利用，使废旧电池的利用率最大化；尤其是能对整个过程进行安全监控和安全处置，将安全隐患降低为零。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种废旧电池的智能处理方法，包括如下处理工序：将废旧电池进行除尘去杂、开盖移盖、检测电池整体状况、整理拆解顺序、剪断各主副线并移走电池BMS部件、检查电池内部单个电池模块的内阻电压、拆解单个电池模块、分选梯级、报废电池的破碎、高温焚烧、溶解萃取、提纯分选、后加工和安全处置。该方法整体包括了物理拆解、破碎和后续的化学萃取、提纯，最终得到的金属；将每个工序分解出来的产品及时移走进行再利用，最大化提高了废旧电池的利用率。

较佳地，所述处理方法还包括一智能载运设备，所述各个处理工序固定独立存在，由所述智能载运设备将待处理的废旧电池运送到各个工序进行处理。该智能载运设备灵活运载，可以将不同废旧程度的电池经过检测直接送到相应的处理工序，避免一些不必要的工序，大大降低了传统的输送带式按照工序依次进行的能源时间浪费。

较佳地，所述智能载运设备上设有360度旋转的红外温度感应测试仪，能实时监控到电池组中的每个电池模块的温度变化，从而判断电池的安全状态，一旦发生有某个电池有短路现象，电池的温度会出现异常，一旦异常超出设定范围，温度控制系统就会报警以备筛查，严重超出某设定值时，所述智能载运设备会启动紧急预案，直接载着有安全隐患的电池，飞奔至事先设定好的安全屋，进行安全处置。

较佳地，所述智能载运设备上还设有电磁场检测仪器，实时监控到电池组中因电流变化而产生的磁场变化，从而判断电池的安全状态，一旦发生电池有漏电或短路现象时，电池周围的磁场会发生变化，一旦异常变化超出设定范围，控制系统就会报警以备筛查，严重超出某设定值时，所述智能载运设备会启动紧急预案，直接载着有安全隐患的电池，飞奔至事先设定好的安全屋，进行安全处置。该设置与上述温度控制系统形成双向控制，达到安全的最高保障。

其中，所述安全屋至少为一个，设置在整条废旧电池处理流水线的外部。也可以设置多个，在危险性较高工序的附近，方便载有安全隐患的电池的智能载运设备就近处理，节约时间和降低长距离的危险。

较佳地，所述梯级分选为，对废旧电池电池容量进行检测，按照容量低于初始容量的不同进行分级移走归类再利用，对于报废电池进行报废电池的破碎和高温焚烧、溶解萃取、提纯分选和后加工处理。与其他损耗品相比，电动汽车动力电池的特殊性在于除了化学活性下降之外，电池内部的化学成分是不会有任何改变的，充放电特性虽然不能满足车辆的动力需求了，但是该电池组由于制造精密，它仍然是非常理想的电池。对于动力电池，其容量低于初始容量的80%就认为动力电池寿命结束，但是还可以作为其它场合的应用。因此，在梯级分选工序，将其分选出来，移走用作他用；能减少污染以及后续工序的损耗，将废旧电池最大化的回收利用。

其中，所述整理拆解顺序为理清并标注各组线路的拆解顺序，为下一步剪断各主副线并移走电池BMS部件作为准。

较佳地，所述检测电池整体状况后，所述智能载运设备根据检测状况不同，将待处理的废旧电池绕过不需要处理的工序，直接运送到下一工序进行处理。

其中，智能载运设备在所述各个处理工序之间的运行，按照预设轨道运行。

较佳地，中在所述各个处理工序之间的运行，用磁力或激光控制。不需要规定固定轨道，利用磁力或激光可以通过程序对智能载运设备直接进行指令，更灵活多变。

本发明包括检测电池整体状况、整理拆解顺序、剪断各主副线并移走电池BMS部件、检查电池内部单个电池模块的内阻电压、拆解单个电池模块、分选梯级、报废电池的破碎等物理处理工序和高温焚烧、溶解萃取、提纯分选、后加工等化学处理工序，以及安全处置。同时将现有传送待处理的废旧电池设备（例如传送带、传送槽等，通常是固定连接在两个工序之间），改为灵活非固定的，智能载运设备，所述各个处理工序固定独立存在，由所述智能载运设备将待处理的废旧电池运送到各个工序进行处理。本发明不仅能将每个工序分解出来的产品及时移走进行再利用，最大化提高了废旧电池的利用率。具有如下优点：

（1）通过更换各个工序中不同型号的机械手，和智能载运设备上运载托盘，解决了不同电池匹配问题。使得低成本的处理不同车企的不同规格型号的电池路线、电池。

（2）通过梯级分选以及物理化学处理一体化，解决了电池二次成本，和回收率低下问题。

电池梯次利用过程中，该方法各个工序中都设有挪走机械手，统一对废旧电池回收、拆解、分选、运输、仓储等及时挪走再利用。针对残余电容量达到不同级别的，分选后进行不同要求的利用。待利用完后，又可以回收到本发明中方法中进行处理，将废旧电池最大化的回收利用，减少浪费。

（3）通过智能运载设备的使用以及安全屋的试试，解决了安全问题。

通过的智能运载设备内部温度感应测试仪和电磁场检测仪器的设置，实时监控到电池组中温度和电流的编号，从而判断电池的安全状态，一旦温度会现异常或发生电池有漏电或短路现象时，控制系统就会报警以备筛查，严重超出某设定值时，智能机器人也会启动紧急预案，直接载着有安全隐患的电池，飞奔至事先设定好的安全屋，进行安全处置，使得整个生产流程达到安全的最高保障，同时实现完全自动化生产，提高生产效率。

附图说明

图1 本发明的实施示意图。

具体实施方式

下面结合相关附图对本发明作进一步的详细说明，以助于本领域技术人员理解本发明。附图中只是本发明中的一个实施方式，并不用来限定本发明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述。

如图1所示，一种废旧电池的智能处理方法，包括如下处理工序：将废旧电池进行除尘去杂（主要是去除电池组表面灰尘和杂质）、开盖移盖（拧开上盖螺丝，移走电池上盖）、检测电池整体状况（检测电池组的使用后的状态，包括内阻、电压和外观。检测电池整体状况后，所述智能载运设备根据检测状况不同，将待处理的废旧电池绕过不需要处理的工序，直接运送到下一工序进行处理）、理清并标注各组线路的拆解顺序、剪断各主副线并移走电池BMS部件、检查电池内部单个电池模块的内阻电压、拆解单个电池模块、梯级分选（对废旧电池电池容量进行检测，按照容量低于初始容量的不同进行分级移走归类再利用）、报废电池的破碎、高温焚烧、溶解萃取、提纯分选、后加工和安全处置。其中，其中，各个处理工序固定独立存在，由一智能载运设备1将待处理的废旧电池运送到各个工序7进行处理。

该智能载运设备包括可为不同型号电池进行调整的升降架、电磁场检测仪器、温度感应测试仪以及将电池弹出的弹出部件等。其中，所述温度感应测试仪为可360度旋转的红外温度感应测试仪，能实时监控到电池组中的每个电池模块的温度变化，从而判断电池的安全状态，一旦发生有某个电池有短路现象，电池的温度会出现异常，一旦异常超出设定范围，温度控制系统就会报警以备筛查，严重超出某设定值时，所述智能载运设备人会启动紧急预案，直接载着有安全隐患的电池，飞奔至事先设定好的安全屋8，进行安全处置。

电磁场检测仪器，能实时监控到电池组中因电流变化而产生的磁场变化，从而判断电池的安全状态，一旦发生电池有漏电或短路现象时，电池周围的磁场会发生变化，一旦异常变化超出设定范围，控制系统就会报警以备筛查，严重超出某设定值时，所述智能载运设备会启动紧急预案，直接载着有安全隐患的电池，飞奔至事先设定好的安全屋，进行安全处置。该安全处理可以是在安全屋里设置水池或喷砂设备，当载着有安全隐患的电池的智能载运设备到达安全屋后，会启动弹出部件，将有安全隐患的电池投放到水池中，或投放的池子里后，由喷砂设备喷出沙子对电池就行灭火防爆等制止。

智能载运设备在所述各个处理工序之间的运行，按照预设轨道71运行。更优选智能载运设备在所述各个处理工序之间的运行，用磁力或激光控制，更灵活的进行目的运载。

本发明根据不同规格，选用不同型号电池固定台3安装在所述智能载运设备顶部，再通过龙门吊把需要拆解的电池，装在电池固定台3上并固定，由智能载运设备按预先设定的流程进行工序周转，完成各个拆解工序的拆解作业。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种废旧电池的智能处理方法，其特征在于，包括如下处理工序：将废旧电池进行除尘去杂、开盖移盖、检测电池整体状况、整理拆解顺序、剪断各主副线并移走电池BMS部件、检查电池内部单个电池模块的内阻电压、拆解单个电池模块、梯级分选、报废电池的破碎、高温焚烧、溶解萃取、提纯分选、后加工和安全处置。

2.如权利要求1所述废旧电池的智能处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括一智能载运设备，所述各个处理工序固定独立存在，由所述智能载运设备将待处理的废旧电池运送到各个工序进行处理。

3.如权利要求2所述废旧电池的智能处理方法，其特征在于，所述智能载运设备上设有360度旋转的红外温度感应测试仪，能实时监控到电池组中的每个电池模块的温度变化，从而判断电池的安全状态，一旦发生有某个电池有短路现象，电池的温度会出现异常，一旦异常超出设定范围，温度控制系统就会报警以备筛查，严重超出某设定值时，所述智能载运设备会启动紧急预案，直接载着有安全隐患的电池，飞奔至事先设定好的安全屋，进行安全处置。

4.如权利要求3所述废旧电池的智能处理方法，其特征在于，所述智能载运设备上还设有电磁场检测仪器，实时监控到电池组中因电流变化而产生的磁场变化，从而判断电池的安全状态，一旦发生电池有漏电或短路现象时，电池周围的磁场会发生变化，一旦异常变化超出设定范围，控制系统就会报警以备筛查，严重超出某设定值时，所述智能载运设备会启动紧急预案，直接载着有安全隐患的电池，飞奔至事先设定好的安全屋，进行安全处置。

5.如权利要求3或4所述废旧电池的智能处理方法，其特征在于，所述安全屋至少为一个。

6.如权利要求1所述废旧电池的智能处理方法，其特征在于，所述梯级分选为，对废旧电池电池容量进行检测，按照容量低于初始容量的不同进行分级移走归类再利用，对于报废电池进行报废电池的破碎和高温焚烧、溶解萃取、提纯分选和后加工处理。

7.如权利要求1所述废旧电池的智能处理方法，其特征在于，所述整理拆解顺序为理清并标注各组线路的拆解顺序，为下一步剪断各主副线并移走电池BMS部件作为准。

8.如权利要求2所述废旧电池的智能处理方法，其特征在于，所述检测电池整体状况后，所述智能载运设备根据检测状况不同，将待处理的废旧电池绕过不需要处理的工序，直接运送到下一工序进行处理。

9.如权利要求2所述废旧电池的智能处理方法，其特征在于，智能载运设备在所述各个处理工序之间的运行，按照预设轨道运行。

10.如权利要求2所述废旧电池的智能处理方法，其特征在于，智能载运设备在所述各个处理工序之间的运行，用磁力或激光控制。