Почему мы отказались от технологии двухосного медленного измельчения?

Технология переработки литиевых аккумуляторов развивается следующим образом: сначала перерабатываются производственные отходы и бракованная продукция. Затем перерабатываются отработанные литиевые аккумуляторы. Таким образом, сначала появилась технология электродной линии, а затем – технология аккумуляторной линии.

Двухвальный низкоскоростной измельчитель

Двухвальные низкоскоростные измельчители являются типичным элементом технологии электродной линии. В этом процессе отходы катодного материала обычно подаются на конвейер. Они поступают в двухвальный измельчитель для первичного дробления. В результате получаются частицы размером около 100 мм. Затем материал поступает в нижнюю часть ударной дробилки для вторичного дробления. Размер частиц варьируется от 10 до 30 мм. Это зависит от потребностей оборудования, расположенного ниже по технологической цепочке. Использование измельчителя для первичного дробления предотвращает засорение ударной дробилки. Это происходит благодаря уменьшению спутывания материала. Измельчитель и дробилка расположены друг над другом.

Почему не рекомендуется использовать двухвальный медленный измельчитель?

Многие компании и учреждения расширяют линейки аккумуляторов, используя электродную технологию. Они часто упускают из виду инновации, разработанные для выведенных из эксплуатации литиевых аккумуляторов.

Вышедшие из эксплуатации литиевые батареи не похожи на длинные полосы отработанных электродов. У них отсутствует прочная внешняя оболочка. Литиевые батареи обычно бывают трёх форм: цилиндрические, мягкие и квадратные. Материал оболочки прочный. Внутренний материал плотно обёрнут в форме свёртки или диска. Это сильно отличается от свободных длинных полос отработанных электродов.

Во-вторых, отработанные литиевые аккумуляторы заряжаются. Любое повреждение в первую очередь повреждает диафрагму. Это включает в себя проникновение, выдавливание, прокол литиевого дендрита, усадку, плавление и разрушение. В результате происходит внутреннее короткое замыкание. Неправильный метод разрушения и неправильные условия эксплуатации могут привести к быстрому повышению температуры и выделению тепла. При небольшом повышении температуры SEI-пленка в аккумуляторе разрушается. Это позволяет электролиту соприкоснуться с металлическим литием в графите отрицательного электрода. Положительный и отрицательный электроды начинают работать вразброс. Материал положительного электрода меняет фазу, выделяя кислород. Этот кислород реагирует с восстановленным карбидом лития из отрицательного электрода. Происходит тепловой разгон, что приводит к таким несчастным случаям, как задымление, возгорание и взрывы.

Вопросы безопасности при использовании двухвального медленного измельчителя

Поток азота помогает контролировать уровень кислорода. Это предотвращает выделение карбонатных растворителей из электролита во время измельчения. Эти растворители могут воспламениться при температурах вспышки. Если временное повышение температуры приводит к изменению фазы катодного материала и выделению кислорода, защитный эффект азотного контроля значительно снижается. Использование двухкоординатного низкоскоростного процесса измельчения, вероятно, приведет к возгоранию заряженных списанных тернарных аккумуляторов. Списанные литий-ионные аккумуляторы, находящиеся в заряженном состоянии, более стабильны и редко воспламеняются. Тем не менее, они могут выделять вредные пары и дым.

Процесс измельчения должен эффективно контролировать повышение температуры аккумулятора при коротком замыкании. Двухосевой низкоскоростной шредер работает со скоростью 5–70 об/мин. Такая скорость оставляет слишком много времени для повышения температуры при коротком замыкании. Это может привести к тепловому разгону. Время — единственная ключевая контролируемая переменная.

Причины проблем безопасности

Чтобы предотвратить дым, возгорание и взрывы, компании, производящие подобное оборудование, часто требуют разрядки аккумуляторных элементов. Это особенно актуально для заряженных троичных аккумуляторов. Но, независимо от того, используется ли физическая нагрузка, химический рассол или другие методы разрядки, существуют серьёзные побочные эффекты. Вы можете ознакомиться со статьёй о побочных эффектах разрядки отдельных элементов в официальном аккаунте WeChat. Почему важно разряжать аккумуляторные элементы в проекте национального стандарта «Технические условия безопасности при разборке и дроблении автомобильных аккумуляторных батарей»? Это не соответствует современным технологиям прямого дробления заряженных аккумуляторов, которые необходимы владельцам отрасли.

Затем, после этапа дробления, следует процесс пиролиза. Этот этап требует наибольшей площади поверхности нагрева для измельчаемого материала. Двухвальный низкоскоростной измельчитель плохо измельчает материал аккумулятора. Это приводит к недостаточному расширению нагреваемой поверхности. Если сразу после этого использовать молотковую дробилку, медная и алюминиевая фольга обволакивает чёрный порошок. Это ослабляет эффект дробления и ещё больше уменьшает площадь поверхности нагрева пиролиза.

Есть несколько небольших инженерных новшеств:

Контролируйте уровень кислорода, чтобы преобразовать больше фтора во фтористый водород. Это помогает предотвратить образование фторида лития в чёрном порохе, способствуя влажной экстракции.
Устранить повышение температуры вследствие микрокоротких замыканий и предотвратить поражение электрическим током в дробимых материалах.
Увеличить площадь нагреваемой поверхности измельчаемых материалов для улучшения процесса пиролиза.
Сохраняйте медную и алюминиевую фольгу в целости и сохранности. Это предотвращает образование алюминиевого порошка при дроблении. Это облегчает последующую сортировку и извлечение меди и алюминия.

Лучший выбор после технологической итерации – высокоскоростное ножничное оборудование

В конечном итоге мы отказались от технологии электродной линии. Вместо этого мы сосредоточились на отработанном сырье для аккумуляторов. Мы изменили технологию двухосного медленного измельчения, основываясь на исследованиях и практическом опыте нашей инженерной команды. Теперь мы используем технологию высокоскоростного сдвига и дробления. Мы применили её, в частности, в проектах Zhejiang Tianneng Huzhou и Ningbo Wei Fu Lishui. Результаты оказались положительными и многократными.