废旧动力锂电池绿色短流程再生利用关键技术与装备

发布时间: 2025-03-27

基本信息

合作方式：技术服务

成果类型：新技术

行业领域：

新材料技术,新能源及节能技术

成果介绍

废旧锂离子电池回收利用是实现“双碳”目标和保障资源安全供给的重要举措。针对现有工艺存在的预处理流程长、正极材料剥离难和有价组分回收率低等问题，本团队提出了“带电破碎-低温热解-物理分选-材料再生”的短流程再生利用技术路线，突破了废旧动力锂电池高效安全带电破碎技术、极粉高效剥离目标导向的低温热解技术、废旧锂电池有价组分多物理场与界面化学联合分选技术、基于杂质元素深度脱除的正极材料直接修复再生技术等四项关键技术，成功研发了废旧动力锂电池安全带电破碎和低温热解成套装备，2019年建成了处理量5000t/a的中试示范线，2023年建成了处理量20000t/a的工业生产线，产生了显著的经济和社会效益。

成果亮点

1、废旧锂电池高效安全带电破碎技术与装备。针对传统放电-破碎的预处理工艺流程长、放电速率慢的问题，开发了剪切式智能带电破碎装备，深入揭示了破碎过程中的燃爆形成机制。形成基于温度和气氛协同控制的安全带电破碎技术，构建了基于全过程智慧管控的安全预警与反馈系统，突破了带电破碎的技术瓶颈。 2、基于极粉脱落导向的废旧锂电池低温热解技术。针对锂电池回收过程有机污染和正极粉难以剥离的问题，揭示了热解过程有机物迁移转化规律和正极材料在极片表面的吸附机制，提出并研发了基于DMF强化的低温热解技术，通过在极粉和极片界面产生微气泡，增大物理吸附之间的间隙，显著降低分子吸附力以强化极粉脱落，正极粉脱离率高达98.93%。 3、有价组分多物理场与界面化学耦合分选技术。针对废旧锂电池有价组分回收成本高的问题，采用绿色经济的选矿技术进行回收，系统研究了废旧锂电池中不同组分间的理化性质差异，查明了分选过程有价/毒害元素的迁移转化与分配规律，揭示了废旧锂电池铜/铁/铝多物理场耦合分选原理和正负极粉微气泡强化浮选分离机制。

团队介绍

中南大学覃文庆教授课题组

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