废旧锂电池破碎分选的回收处理中,潜在的较大危害,比如,破碎造成的电池内短路温升发生热失控,导致的起火燃烧爆炸风险;石墨、铝箔、有机物等在生产装置和收尘装置中,因超细粉而发生粉尘爆炸风险;锂电池储存发生的热失控火灾;破碎分选后的铝粒受潮发生起火爆炸;有毒有害气体的泄漏;等等。这些都是废旧锂电池破碎分选的回收处理中发生概率高、危害性大的潜在安全风险。
然而最大的潜在风险并不是上述内容,最大的风险是废旧锂电池热解装置设计和控制不科学,引发的铝热反应和铝参与的化合反应。
在锂电池回收处理的热解装置中,600-650度通常是热解的高温上限,电解液、隔膜、粘结剂、有机导电剂等有机物基本上热解殆尽,而此温度也恰恰是镍、钴金属氧化物和金属铝发生铝热反应的起始温度。铝热反应释放出的热量将使温度升高至千度以上,同时,正极活性材料释氧的加入,将引发更多化学反应,不仅给热解及相关设备带来巨大的破坏,甚至发生安全生产事故,而且生成的氧化铝超细粉很难进行物理分选,给后续溶解和除杂等湿法提取工作带来较大的扰动。

磷酸铁锂电池中没有参与铝热反应的过渡金属氧化物,也没有正极材料自释氧的引入,是不是就不存在温度失控的风险呢?温度失控的概率风险确实小很多,但是如果热解装置设计和控制不科学,电解液中的六氟磷酸锂在热解温度的区间最终会生成氟气,氟气和铝发生剧烈的化合反应,释放热量更加巨大。废旧锂电池中虽然电解液大量都已分解耗竭,但是少量残存的累积仍然值得关注。
设计科学和控制精准的热解装置,是避免铝热反应和铝氟化合反应的关键。
文章来源:锂电池回收技术
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