鼎端装备： 成功开发出退役动力电池智能拆解、破碎与物料归集技术及其成套装备

日前，关于退役动力电池智能拆解、破碎与物料归集技术及其成套装备项目已成功完成，该项目由株洲鼎端装备股份有限公司（以下简称“鼎端装备”）与清华大学核能与新能源技术研究院共同承担。

锂电池的使用具有一定的生命周期，使用一定时间后需要报废，即使进行梯次利用，最终也要报废。锂电池由壳体、正极（铝基片）、负极（石墨与铜基片）、电解液、隔膜等组成。如不进行拆解及分选，就无法回收废旧电池中的有价材料及成分。因此，现阶段应着力开展废旧锂电池的拆解破碎以及物料归集的技术与装备开发。

锂离子电池正极由活性物质、乙炔黑和有机黏结剂混合，再均匀涂覆在铝箔集流体上制成，活性物质多为嵌锂金属氧化物，如LiCoO、LiNiO、LiFePO和LiVO等;负极由负极活性物质、乙炔黑、黏结剂混合，均匀涂覆在铜箔集流体上制成，活性物质多为石墨、钛酸锂等;电解液的溶质，目前商用的多为LiPF，溶剂一般多为碳酸甲酯、碳酸乙酯和碳酸甲乙酯等。如何实现有经济价值的材料高效回收与无经济价值组分的无污化处理是研究的重点。

为减少环境污染，提高再生资源综合利用水平，本文研制了退役动力电池智能拆解、破碎与物料归集技术及其成套装备，构建了一个高回收率、低能耗、无污染的退役动力电池综合回收新工艺。

鼎端装备（834587）通过对我国现有技术总结以及分析研究国外技术的基础上，研制出一项适合中国工业化的退役动力电池智能拆解、破碎与物料归集技术，可以实现智能拆解、高效破碎和有效分选。

退役的方形动力电池首先进行识别分选与智能化转载输送，根据电池的尺寸、体积进行识选、转载至下一工段；然后研制出电池包（模组）的智能化拆解系统，实现拆解过程的智能化和高效化；拆解后得到的电池单体通过自动化的破碎系统实现物料的一致性，实现电池单体安全、高效的破碎；破碎后的物料在进入清洁化的热解系统，在热解系统中不仅可以提高正负极材料的回收率，也可以实现碎料中有机物的无污化处理；之后进行智能化的物料归集，将单体破碎后物料中的钢壳、塑料、正负极分以及铜铝粒归集。

图1 工业化的退役动力电池智能拆解、破碎与物料归集系统

本项目解决了退役方形动力电池的多维识选与智能转载难题，通过测量光幕可快速准确地进行电池的识选，通过带有机器视觉目标的电池转载机械手控制系统，精准实现电池抓取；为解决电池中贵重组分的高效归集回收利用，本项目研制的智能化拆解系统，通过机器人机械手作业以及电脑成像等高新技术，实现了拆解过程的准确定位与高速作业；针对拆解后得到的电池单体，本项目将研制出自动化的破碎系统。该破碎系统设计为多级破碎：一级粗破碎、二级主破碎、三级细破碎，整套系统可实现自动化生产、编程控制；单体电池经过二级主破碎后，为实现碎料中无经济价值的有机成分无污化处理，本项目研制出一种清洁化的热解系统，将碎料送至该系统，通过热解将碎料中无回收价值的有机成分无污化处理，热解过程中产生的烟气再通过清洁化的烟气处理系统处理，满足生态环保要求。为实现物料的高效分选与回收，设计了物料的智能化归集系统，针对物料中不同的组分，研制出相应的专一性配套装备，分选出相应的物料成分。

本项目被行业内专家认定为国内首创，填补了国内退役动力电池智能拆解、破碎与物料归集技术及其成套装备的空白。

作者简介

马成 ，株洲鼎端装备股份有限公司废锂离子动力电池回收设备研发工程师、总经理助理，从事废旧锂离子动力电池拆解破碎分选行业多年，具备雄厚的专业技术与丰富的行业见解，曾多次在国内外著名期刊、杂志、网站发表电池回收处理相关的中英文文章。

本文内容及图片已获马成授权发布

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