리튬 배터리 재활용 기술은 다음과 같은 순서를 따릅니다. 먼저 생산 폐기물과 불량품을 재활용합니다. 그다음 폐기된 리튬 배터리를 재활용합니다. 따라서 전극 라인 기술이 먼저 개발되었고, 그다음 배터리 라인 기술이 개발되었습니다.
듀얼 샤프트 저속 분쇄기
이중 샤프트 저속 파쇄기는 전극 라인 기술의 전형적인 특징입니다. 이 공정은 일반적으로 폐음극재를 컨베이어 벨트를 통해 보냅니다. 이 폐음극재는 이중 샤프트 파쇄기로 보내져 1차 파쇄됩니다. 그 결과 약 100mm 크기의 입자가 생성됩니다. 이후 이 물질은 하단의 임팩트 파쇄기로 들어가 2차 파쇄됩니다. 입자 크기는 10mm에서 30mm까지 다양하며, 이는 후속 장비의 요구 사항에 따라 달라집니다. 1차 파쇄에 파쇄기를 사용하면 임팩트 파쇄기의 막힘 현상을 방지할 수 있습니다. 이는 물질 엉킴이 적기 때문입니다. 파쇄기와 파쇄기는 서로 겹쳐서 배치됩니다.
왜 더블 샤프트 느린 분쇄기를 사용하지 않는 것이 좋습니까?
많은 기업과 기관이 전극 기술을 활용하여 배터리 생산 라인을 확장하고 있습니다. 하지만 이들은 종종 수명이 다한 리튬 배터리용으로 설계된 새로운 혁신 기술을 간과합니다.
폐기된 리튬 전지는 긴 폐전극 조각처럼 보이지 않습니다. 튼튼한 외피가 없기 때문입니다. 리튬 전지는 일반적으로 원통형, 소프트팩, 정사각형의 세 가지 형태로 제공됩니다. 외피 재질은 튼튼하고, 내부 재질은 감긴 원반 모양으로 촘촘하게 감싸져 있습니다. 이는 길고 느슨한 폐전극 조각과는 매우 다릅니다.
둘째, 수명이 다한 리튬 배터리는 충전됩니다. 파손은 먼저 격막을 손상시킵니다. 여기에는 관통, 압출, 리튬 덴드라이트 천공, 수축, 용융, 그리고 붕괴가 포함됩니다. 결과적으로 내부 단락이 발생합니다. 파손 방법과 작동 조건이 잘못되면 급격한 온도 상승과 열 축적으로 이어질 수 있습니다. 온도가 잠시 상승하면 배터리의 SEI 필름이 파괴됩니다. 이로 인해 전해액이 음극 흑연의 리튬 금속과 접촉하게 됩니다. 양극과 음극은 상호 작용합니다. 양극 물질은 상이 변하면서 산소를 방출합니다. 이 산소는 음극에서 환원된 리튬 카바이드와 반응합니다. 열 폭주가 발생하여 연기, 화재, 폭발과 같은 사고로 이어질 수 있습니다.
더블 샤프트 슬로우 슈레더 사용 시 안전 문제
질소 흐름은 산소 농도 조절에 도움이 됩니다. 이는 파쇄 과정에서 전해질에서 탄산염 용매가 방출되는 것을 방지합니다. 이러한 용매는 인화점 온도에서 발화할 수 있습니다. 일시적인 온도 상승으로 인해 양극재의 상이 변하고 산소가 방출되면 질소 제어의 보호 효과가 크게 떨어집니다. 이중 축 저속 파쇄 공정을 사용하면 충전된 폐기된 삼원계 배터리에서 화재가 발생할 가능성이 높습니다. 충전된 폐기된 리튬 이온 배터리는 더 안정적이며 화재 발생 빈도가 낮습니다. 그러나 유해한 연기와 유독 가스가 방출될 수 있습니다.
파쇄 과정에서는 배터리의 단락 온도 상승을 효과적으로 제어해야 합니다. 2축 저속 파쇄기는 5~70rpm으로 작동합니다. 이 속도는 단락 온도 상승에 너무 많은 시간을 허용하여 결과적으로 열 폭주를 유발할 수 있습니다. 시간만이 제어 가능한 유일한 주요 변수입니다.
보안 문제의 원인
연기, 화재, 폭발을 방지하기 위해 이러한 장비를 제조하는 회사들은 배터리 셀의 방전을 요구하는 경우가 많습니다. 특히 충전된 삼원계 배터리의 경우 더욱 그렇습니다. 하지만 물리적 부하 방전, 화학적 염수 방전 또는 기타 방법 등 어떤 방식을 사용하든 심각한 부작용이 있습니다. 공식 위챗 계정에서 단일 셀 방전의 부작용에 대한 글을 확인할 수 있습니다. "자동차용 동력 배터리 분해 및 파쇄 안전 기술 규격" 국가 표준 프로젝트에서 배터리 셀을 방전하는 것이 중요한 이유는 무엇일까요? 이는 업계에서 요구하는 충전된 배터리를 직접 파쇄하는 현재 기술과는 맞지 않습니다.
다음으로, 열분해 공정은 파쇄 단계 다음에 진행됩니다. 이 단계에서는 파쇄된 재료에 가장 큰 가열 표면적이 필요합니다. 이중 샤프트 저속 파쇄기는 배터리 재료를 잘 굴리지 못합니다. 이로 인해 가열 표면적이 제대로 확장되지 않습니다. 바로 직후에 해머 파쇄기를 사용하면 구리와 알루미늄 호일이 검은 가루를 감싸게 됩니다. 이로 인해 굴림 효과가 약해지고 열분해 가열 표면적이 더욱 감소합니다.
다음과 같은 몇 가지 사소한 엔지니어링 혁신이 있습니다.
- 산소 농도를 조절하여 더 많은 불소를 불화수소 가스로 전환합니다. 이렇게 하면 흑색 화약에서 불화리튬이 생성되는 것을 방지하여 습식 추출에 도움이 됩니다.
- 분쇄된 재료의 미세 단락 온도 상승을 해결하고 감전을 방지합니다.
- 분쇄된 재료의 가열 표면적을 극대화하여 열분해 공정을 개선합니다.
- 구리와 알루미늄 호일을 손상 없이 보관하세요. 이렇게 하면 분쇄 시 알루미늄 가루가 생기는 것을 방지할 수 있습니다. 따라서 나중에 구리와 알루미늄을 분류하고 제거하기가 더 쉽습니다.
기술 반복 후 최고의 선택 - 고속 전단 장비
결국 전극선 기술을 폐기하고, 대신 노후 배터리 원자재에 집중했습니다. 엔지니어링 팀의 연구와 실무 경험을 바탕으로 이중 축 저속 파쇄 기술을 도입했습니다. 현재는 고속 전단 및 파쇄 기술을 사용하고 있으며, 저장 천능 후저우 프로젝트와 닝보 웨이푸 리수이 프로젝트 등에 이 기술을 적용했습니다. 그 결과는 긍정적이고 반복적이었습니다.
추천 고속 전단 장비
사이클론 밀 기술: 건식 스트리핑 분야의 혁신적인 혁신
사이클론 밀은 고속 기류 분쇄 방식을 사용합니다. 특수 분쇄실의 고속 기류는 재료들을 서로 충돌시키고 마찰시킵니다. 이 공정은 전극 재료를 효율적으로 제거합니다. 이 기술은 기존 기계식 분쇄의 문제점을 해결하고, 습식 공정으로 인한 오염을 방지합니다. 또한, 리튬 배터리 재활용의 새로운 길을 열어줍니다.
사이클론 밀은 모듈형으로 설계되었으며, 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
- 공급 시스템,
- 분쇄 시스템,
- 등급 시스템,
- 수집 시스템.
핵심 부품은 견고한 세라믹으로 제작되어 장비의 수명을 연장합니다. 특수 유동장 설계는 분쇄실 내 재료를 고르게 분산시켜 스트리핑 효율을 향상시킵니다.
사이클론 밀 기술은 기존 습식 공정에 비해 상당한 이점을 제공합니다. 에너지 사용량은 40% 이상 감소하고, 처리 효율은 50% 향상됩니다. 또한, 폐수 배출이 완전히 차단됩니다. 이러한 장점 덕분에 사이클론 밀 기술은 리튬 배터리 재활용 분야의 선도적인 기술로 자리매김하고 있습니다.