动力电池电芯破碎试验研究①
2021-11-13卢世杰周宏喜郎平振
矿冶工程 2021年5期
卢世杰,周宏喜,郎平振,苏 勇
(1.北矿机电科技有限责任公司,北京 100160;2.矿冶科技集团有限公司,北京 100160)
2020年新能源汽车动力电池迎来首批退役潮,废旧动力电池中含有镍、钴、锰、锂等稀缺矿产资源,极具经济价值。回收利用废旧电池不仅可以实现资源循环再生,还可以避免环境污染。退役动力电池最终都要报废拆解,通常采用精细拆分或直接破碎分选法得到正极粉料或正负极粉料,再经冶金处理得到镍、钴和锂等有价金属,实现动力电池资源的综合循环利用[1-2]。为了实现电芯高效解离,本文探究了破碎装置的合适参数,为后续深度分选提供依据。
1 破碎机理
1.1 破碎方法
常用的机械破碎方法有挤压破碎、研磨破碎、冲击破碎和剪切破碎等。根据被破碎物料的硬度、强度和黏结性以及物料的给料、排料粒度来选择合适的破碎方法及装置。动力电池电芯主要由铝壳、正极片、负极片、隔膜和塑料等构成,主要组分结合方式有压合与黏合2种,如外壳、极柱和隔膜等材料间靠压力压合在一起,材料间不存在分子作用力;而正极材料与铝箔,负极材料与铜箔间通过黏结剂黏合,结合牢固,分子间存在作用力。压合方式的物料间通过破坏其结构可实现完全解离,而黏合方式的物料则因黏结剂的存在不易通过破碎方式完全解离[3]。
1.2 关键因素分析
电芯的主要组分为非脆性物料,韧性较强,宜用剪切方式实现物料解离,破碎效果与物料大小,刀具形式、刀具数量、转子转速、动刀与定刀间隙等密切相关,其中刀具形式、转速及动刀与定刀间隙3个因素对碎后产品的形状和粒度影响较为显著。……
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