RU2847215C1 - Method of dry discharge of lithium current sources - Google Patents
Method of dry discharge of lithium current sourcesInfo
- Publication number
- RU2847215C1 RU2847215C1 RU2024136011A RU2024136011A RU2847215C1 RU 2847215 C1 RU2847215 C1 RU 2847215C1 RU 2024136011 A RU2024136011 A RU 2024136011A RU 2024136011 A RU2024136011 A RU 2024136011A RU 2847215 C1 RU2847215 C1 RU 2847215C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current sources
- graphite
- lithium current
- discharge
- dry
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической технологии переработки отработавших литиевых источников тока. Поступающие на переработку аккумуляторы могут быть заряженными или иметь остаточный заряд и в первую очередь должны быть разряжены для предотвращения их возгорания в процессах вскрытия и измельчения. Эта стадия в переработке является одной из самых значимых, так как предопределяет безопасность предприятия и его эффективность.The invention relates to chemical technology for recycling spent lithium batteries. Batteries received for recycling may be charged or have a residual charge and must first be discharged to prevent combustion during the opening and shredding processes. This stage of recycling is one of the most important, as it determines the safety and efficiency of the facility.
В настоящее время наиболее известный и чаще всего применяемый метод разрядки литиевых источников тока заключается в их выдержке в растворах хлорида натрия (Pražanová, A. Literature review, recycling of lithium-ion batteries from electric vehicles, part i: recycling technology / A. Pražanová, V. Knap, and D.-I. Stroe // Energies, 2022, 15, 1086). Однако при этом протекающие электрохимические процессы приводят к коррозии внешней оболочки источника тока, нарушению его целостности и, как следствие, потери части ценных компонентов перерабатываемого сырья, образованию жидких и газообразных отходов, что является существенным недостатком данного способа.Currently, the best-known and most commonly used method for discharging lithium batteries is to soak them in sodium chloride solutions (Pražanová, A. Literature review, recycling of lithium-ion batteries from electric vehicles, part i: recycling technology / A. Pražanová, V. Knap, and D.-I. Stroe // Energies, 2022, 15, 1086). However, the electrochemical processes that occur in this method lead to corrosion of the outer shell of the battery, damage to its integrity, and, as a result, the loss of some valuable components of the processed raw materials and the formation of liquid and gaseous waste, which is a significant drawback of this method.
Также известны методы контролируемой разрядки на специальных установках (патент RU 2676806 C1, 11.01.2019). Такие методы позволяют безопасно и эффективно разряжать штучные партии крупных унифицированных аккумуляторов, например, используемых в общественном транспорте. Недостатком является то, что в случае массовой разрядки разнородных аккумуляторов такой метод не применим.Controlled discharge methods using specialized equipment are also known (patent RU 2676806 C1, January 11, 2019). These methods allow for the safe and efficient discharge of individual batches of large, standardized batteries, such as those used in public transportation. The disadvantage is that this method is not applicable to the mass discharge of dissimilar batteries.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ разрядки аккумуляторов в растворе, содержащем соли серной кислоты с примесями гидроксидов и карбонатов, принятый за прототип, который является отходом при получении гидроксида никеля (II), образующимся при переработке отработавших литий-ионных аккумуляторов (патент RU 2789852 C1, 14.02.2023). Недостатками такого способа являются образование газообразного водорода, который требует продувки системы для предотвращения его накопления и необходимость последующей фильтрации и промывки смеси аккумуляторов перед их измельчением.The closest approach to the proposed method in terms of technical essence and achievable result is a method of discharging batteries in a solution containing sulfuric acid salts with admixtures of hydroxides and carbonates. This method, adopted as a prototype, is a waste product in the production of nickel(II) hydroxide generated during the recycling of spent lithium-ion batteries (patent RU 2789852 C1, February 14, 2023). The disadvantages of this method include the formation of hydrogen gas, which requires purging the system to prevent its accumulation, and the need for subsequent filtration and rinsing of the battery mixture before shredding.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание способа сухой разрядки литиевых источников тока, который позволяет исключить образование жидких, опасных газообразных и твердых отходов, предотвращает потери ценных компонентов аккумуляторов вследствие электрохимических процессов, протекающих в растворах, и упрощает процесс разрядки.The technical result of the proposed invention is the creation of a method for dry discharging lithium power sources, which eliminates the formation of liquid, hazardous gaseous and solid waste, prevents the loss of valuable battery components due to electrochemical processes occurring in solutions, and simplifies the discharge process.
Технический результат достигается тем, что способ сухой разрядки литиевых источников тока включает разрядку литиевых источников тока в сухой среде, состоящей из сыпучего графита, при этом допустимый размер зерна фракций графита от 0,5 до 5,0 мм.The technical result is achieved in that the method for dry discharging lithium power sources includes discharging lithium power sources in a dry medium consisting of loose graphite, wherein the permissible grain size of graphite fractions is from 0.5 to 5.0 mm.
Увеличение размера фракции графита более 5 мм приводит к значительному увеличению времени разрядки аккумуляторов.Increasing the graphite fraction size to more than 5 mm leads to a significant increase in battery discharge time.
Уменьшение размера частиц графита менее 0,5 мм приводит к пылеобразованию, маркости и может провоцировать слеживание графитовой массы в процессе разрядки аккумуляторов.Reducing the size of graphite particles to less than 0.5 mm leads to dust formation, dirtiness and can provoke caking of the graphite mass during the battery discharge process.
Пример 1.Example 1.
Отработавшие литий-ионные аккумуляторы массой 1 кг равномерно засыпаются сыпучим измельченным графитом массой 1 кг фракции 0,5-1,0 мм. Смесь выдерживается с контролем уровня разряда аккумуляторов через каждые полчаса до достижения напряжения не более 0,5 В. После этого, смесь переносится на сито с диаметром ячеек 10 мм, где при встряхивании происходит разделение смеси графита и аккумуляторов. Установлено, что безопасный уровень напряжения в аккумуляторах не более 0,5 В достигается при засыпке графитом фракции 0,5-1,0 мм за 20 часов. Пылеобразования и маркости от графита фракции 0,5-1,0 мм не наблюдается.Spent lithium-ion batteries weighing 1 kg are evenly filled with 1 kg of loose crushed graphite (0.5-1.0 mm). The mixture is maintained, with the battery discharge level monitored every half hour, until a voltage of no more than 0.5 V is reached. After this, the mixture is transferred to a 10 mm sieve, where shaking separates the graphite and battery mixture. It has been established that a safe voltage level of no more than 0.5 V is achieved in batteries after 20 hours of filling with 0.5-1.0 mm graphite. No dust formation or staining from 0.5-1.0 mm graphite is observed.
Пример 2.Example 2.
Отработавшие литий-ионные аккумуляторы массой 1 кг равномерно засыпаются сыпучим дробленым/зернистым графитом массой 1 кг фракции 1,0-3,0 мм. Смесь выдерживается с контролем уровня разряда аккумуляторов через каждые полчаса до достижения напряжения не более 0,5 В. После этого, смесь переносится на сито с диаметром ячеек 10 мм, где при встряхивании происходит разделение смеси графита и аккумуляторов. Установлено, что безопасный уровень напряжения в аккумуляторах не более 0,5 В достигается при засыпке графитом фракции 1,0-3,0 мм за 30 часов. Пылеобразования и маркости от графита фракции 1,0-3,0 мм не наблюдается.Spent lithium-ion batteries weighing 1 kg are uniformly filled with 1 kg of loose crushed/granular graphite (1.0-3.0 mm). The mixture is maintained, with the battery discharge level monitored every half hour, until the voltage reaches no more than 0.5 V. After this, the mixture is transferred to a 10 mm sieve, where shaking separates the graphite and battery mixture. It has been established that a safe voltage level of no more than 0.5 V is achieved in batteries after 30 hours of filling with 1.0-3.0 mm graphite. No dust formation or soiling from 1.0-3.0 mm graphite is observed.
Пример 3.Example 3.
Отработавшие литий-ионные аккумуляторы массой 1 кг равномерно засыпаются сыпучим дробленым/зернистым графитом массой 1 кг фракции 3,0-5,0 мм. Смесь выдерживается с контролем уровня разряда аккумуляторов через каждые полчаса до достижения напряжения не более 0,5 В. После этого смесь переносится на сито с диаметром ячеек 10 мм, где при встряхивании происходит разделение смеси графита и аккумуляторов. Установлено, что безопасный уровень напряжения в аккумуляторах не более 0,5 В достигается при засыпке графитом фракции 3,0-5,0 мм за 72 часа. Пылеобразования и маркости от графита фракции 3,0-5,0 мм не наблюдается.Spent lithium-ion batteries weighing 1 kg are uniformly filled with 1 kg of loose crushed/granular graphite (3.0-5.0 mm fraction). The mixture is maintained, with the battery discharge level monitored every half hour, until the voltage reaches no more than 0.5 V. The mixture is then transferred to a 10 mm sieve, where shaking separates the graphite and battery mixture. It has been established that a safe voltage level of no more than 0.5 V is achieved in batteries after 72 hours of filling with 3.0-5.0 mm fraction graphite. No dust formation or soiling from 3.0-5.0 mm fraction graphite is observed.
Все приведенные примеры демонстрируют способ сухой разрядки отработавших литиевых источников тока для безопасного их измельчения и переработки. Показано, что при использовании графита фракций от 0,5 до 5,0 мм не наблюдается пылеобразования и маркости. Установлено, что время разрядки источников растет с ростом размера зерна используемой фракции графитовой засыпки от 20 до 72 часов.All of the examples presented demonstrate a method for dry-discharging spent lithium batteries for safe shredding and recycling. It has been shown that using graphite with a particle size of 0.5 to 5.0 mm does not produce dust or soiling. It has been established that the discharge time increases with increasing graphite backfill grain size, from 20 to 72 hours.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2847215C1 true RU2847215C1 (en) | 2025-10-01 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2676806C1 (en) * | 2017-10-10 | 2019-01-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОХИТ" | Method for recycling of waste lithium current sources |
| CN111416168A (en) * | 2020-03-11 | 2020-07-14 | 长沙有色冶金设计研究院有限公司 | A method for recycling and regenerating waste power lithium battery electrolyte |
| WO2022151976A1 (en) * | 2021-01-13 | 2022-07-21 | 陈妹妹 | Safe and efficient discharging device for lithium-ion battery |
| RU2789852C1 (en) * | 2022-04-25 | 2023-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Экологические технологии" (ООО "ЭКОТЕХ") | Method for processing lithium-ion batteries with obtaining positive electrode components of alkaline batteries |
| KR20230109901A (en) * | 2022-01-14 | 2023-07-21 | (주)솔라라이트 | Dry discharge method to completely remove electrolyte from secondary battery |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2676806C1 (en) * | 2017-10-10 | 2019-01-11 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОХИТ" | Method for recycling of waste lithium current sources |
| CN111416168A (en) * | 2020-03-11 | 2020-07-14 | 长沙有色冶金设计研究院有限公司 | A method for recycling and regenerating waste power lithium battery electrolyte |
| WO2022151976A1 (en) * | 2021-01-13 | 2022-07-21 | 陈妹妹 | Safe and efficient discharging device for lithium-ion battery |
| KR20230109901A (en) * | 2022-01-14 | 2023-07-21 | (주)솔라라이트 | Dry discharge method to completely remove electrolyte from secondary battery |
| RU2789852C1 (en) * | 2022-04-25 | 2023-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Экологические технологии" (ООО "ЭКОТЕХ") | Method for processing lithium-ion batteries with obtaining positive electrode components of alkaline batteries |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20240218481A1 (en) | Method for recycling lithium batteries | |
| CN114845820B (en) | Thermal treatment method for battery waste and lithium recovery method | |
| EP4129509B1 (en) | Method for disassembling and separating a waste lithium-ion battery | |
| US8696785B2 (en) | Method and apparatus for recycling battery pack | |
| JP4909907B2 (en) | Recovery method and recovery device for recovering valuable material from lithium secondary battery | |
| EP2319114B1 (en) | Recycling batteries having basic electrolytes | |
| JPH1197076A (en) | Battery treatment method | |
| KR102430803B1 (en) | A treatment method of used electric vehicle battery module and a resource recycling system using therefor | |
| WO2021119295A1 (en) | Recycling all solid-state battery technology | |
| RU2847215C1 (en) | Method of dry discharge of lithium current sources | |
| KR20220136991A (en) | How to dispose of battery waste | |
| WO2022209421A1 (en) | Method for treating battery waste | |
| US12315898B2 (en) | System for extracting electrode material from batteries | |
| Davies et al. | Raw Materials and Recycling of Lithium-Ion Batteries | |
| US20240274913A1 (en) | Method for recovering waste lithium cobalt oxide battery | |
| CN115679102A (en) | Method and system for treating waste lithium ion battery | |
| JP2021063304A (en) | Method for recovering valuables from used lithium-ion battery | |
| EP4020663B1 (en) | Solution discharges of cells and modules for battery recycling | |
| JP2025512009A (en) | How to recycle lithium-ion batteries | |
| CN114015892A (en) | Lead plate grid recycling method for disassembling waste batteries | |
| KR20240026460A (en) | Systems and methods for recovering plastics from battery materials | |
| CN112853096A (en) | Separation and extraction method and mixture for battery impregnation | |
| GB2424651A (en) | Reclaiming cobalt, nickel and/or manganese from lithium ion batteries | |
| JPH05195093A (en) | Method for recovering an active material of good quality from rejected active material of lead storage battery extracted from waste | |
| JP2025500170A (en) | Method for recycling rechargeable batteries and equipment for treating rechargeable batteries |