《废旧锂离子电池再生利用 电池单体拆解技术规范》征求意见稿

1废旧锂离子电池再生利用电池单体拆解技术规范本文件规定了废旧锂离子电池再生利用电池单体拆解技术的相关术语和定义、总体要求，以及相关的人员、场地、贮存、拆解、测试、安全与环保等要求。本文件适用于包括动力型、储能型和消费级锂离子电池单体拆解过程，以及应用层级为由电池单体或电芯层级拆解到各个组件或材料层级。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB2894-2008《安全标准及其使用导则》GB/T2900.41《电工术语原电池和蓄电池》GB5085.7《危险废物鉴别标准通则》GB8978《污水综合排放标准》GB/T11651《个体防护装备选用规范》GB12348《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB15630《消防安全标志设置要求》GB16297《大气污染物综合排放标准》GB18597《危险废物贮存污染控制标准》GB18599《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB/T34015《车用动力电池回收利用余能检测》GB/T33598-2017《车用动力电池回收利用拆解规范》GB/T39224《废旧电池回收技术规范》GB/T33598.3《车用动力电池回收利用再生利用第3部分放电规范》GB40165-2021《固定式电子设备用锂离子电池和电池组安全技术规范》GB50016《建筑设计防火规范》GB50140《建筑灭火器配置设计规范》2GB50395《视频安防监控系统工程设计规范》HJ2025《危险废物收集贮存运输技术规范》HG/T5815《废电池化学放电技术规范》HG/T5816《废电池回收热解技术规范》WB/T1061《废蓄电池回收管理规范》YS/T1174《废旧电池破碎分选回收技术规范》3术语和定义GB40165-2021、GB/T2900.41、GB/T19596和GB/T33598和GB/T39224界定的以及下列术语和定义适用于本文件。锂离子电池lithium-ionbattery依靠锂离子在正极和负极之间移动实现化学能与电能相互转化的装置，并被设计成可充电。注1：该装置通常包括电极、隔膜、电解质、容器和端子等。注2：该术语在本文件中简称为锂电池。[来源：GB40165-2021，术语和定义3.1]3.1废旧锂离子电池usedlithium-ionbattery失去原有使用价值的锂离子电池及其废元（器）件、零（部）件和废原材料，以及失去使用价值仍可用于其他目标领域的锂离子电池。注1：该术语在本文件中简称为废旧锂电池。模块module多个电池串联或并联在一起的配置，可能有也可能没有保护装置[如熔断器或正温度系数热敏电阻(PTC)]和监控电路。[来源：GB40165-2021，术语和定义3.4]电池组batterypack由一个或多个电池或模块电气联接的能量存储装置。注1：它可以包括给电池组系统提供信息（如电池电压）的保护和监控装置。注2：它可以包含由终端或其他互联装置提供的保护罩。[来源：GB40165-2021，术语和定义3.5]33.2单体拆解dismantling将废旧锂电池模块、电池组解体到单体锂电池，再分解为各个组成部件的作业。卷芯jellyroll除去单体蓄电池外壳、盖板等封装后的内部组件，主要由正负极片、隔膜、电解液组3.6电极材料粉powderofbatterymaterial将单体蓄电池拆解后，得到以锂、镍、钴、锰、铁、石墨等一种或多种有价成分构成的粉料。3.7卷芯脱出率separationrateofjellyroll卷芯完全脱出单体蓄电池的个数占投入分离系统的单体蓄电池个数的百分比。4总体要求4.1锂电池生产企业在设计锂电池时应考虑可拆解性、可回收性等绿色设计。4.2废旧锂电池冋收、拆解企业应建立劳动保护、消防安全责任管理和环境保护制度，并制定处理安全及环境污染事故的应急预案。4.3废旧锂电池冋收、拆解企业应具有国家法律法规规定的相关资质。4.4废旧锂电池冋收、拆解企业应参照锂电池生产、组装、集成、使用的相关企业提供的技术支持和拆解指导文件，制定拆解作业程序或拆解作业指导书，进行安全拆解。4.5废旧锂电池拆解过程中产生或夹杂的危险废物，或根据国家规定的危险废物鉴别标准及鉴别方法被认定的危险废物，应符合HJ2025的有关要求，并交由有相关处理资质的单位进行处理。4.6废旧锂电池冋收、拆解企业宜采用机械或自动化拆解方式，以提高拆解效率及安全性。5人员要求5.1拆解作业人员需持有相应的职业资格证书。5.2拆解过程严禁单独作业，按照制定的拆解作业程序或作业指导书进行。45.3拆解作业人员应通过拆解单位的专业培训，包括但不限于触电防范、现场急救培训以及安全、环保事故应急预案培训，能够对电解液泄漏、废旧锂电池起火、爆炸等事故进行必要的应急处理。5.4专业技能应满足规范拆解、环保作业、安全操作等相应要求，操作人员考核后方可上岗。6场地要求6.1工作场地应划分出明确的物料贮存区域、拆解操作区域、安全区域等功能性场地，各区域应具备安全防范设施，并按照GB50016、GB50140要求设置消防设施、报警设施、应急设施、紧急事故人员疏散通道等。6.2贮存、拆解操作区域的地面应进行绝缘、硬化及防渗漏处理，应具有排气、吸尘、集液、防火、防爆、防腐蚀等安全及环保防范设施，如废气收集净化系统、预警消防系统、废液回收处理系统等，并按照GB2894、GB15630要求设置消防、高压、危险化学品安全警示标识以及区域隔离、紧急疏散标识。6.3拆解操作区域应保持洁净干燥、光线良好，并远离居民区，安全距离应符合国家相关管理规定。7贮存要求7.1贮存区域应具有独立的集中场地和足够的贮存空间，应利用通道、防火隔板或者隔离墙将堆积的废旧锂电池隔开贮存。7.2安全状态较差的电池应配备专用应急处置区域或应急处置装置进行贮存。贮存区域或各贮存单元应配套烟雾、温度、红外等实时安全监控报警装置及消防、排烟、集液、废气及废水处置装置。7.3贮存区域宜配备自动滚筒线、机械吊具等装备对物料进行安全转移。7.4废旧锂电池贮存前应进行安全性检测，贮存场所应进行避光处理，并严格控制环境温度，避免因电池高温自燃等引起的安全与环保风险。58拆解要求8.1一般要求8.1.1拆解宜具备人工、半自动、全自动及多种模式综合的作业形式。8.1.2拆解过程需要在安装有负压处理装置、气体净化设备的环境中进行，确保排出气体符合国家相关安全与环保要求。8.1.3批量大、结构简单等适合自动化拆解的电池，鼓励企业通过建立电池特征数据库、拆解工艺知识库等，实现半自动化、自动化拆解。批量小、结构复杂等不适合自动化拆解的电池可采用人工拆解。注1：对于具有多螺钉、激光焊接、强力结构胶等拆解费时费力的组装部位宜优先考虑自动化及智能化拆解。注2：对于线束、扎带等组装类型繁多、结构设计复杂组件的拆解，宜采用人工拆解，鼓励企业进行自动化拆解及智能化拆解的研究。8.1.4人工拆解作业过程中，工人应具备绝缘手套、防机械伤害手套、安全帽、绝缘鞋(靴)、防护面罩、防触电绝缘救援钩等安全防护装备。8.1.5人工拆解作业应配备专业防护罩、专用起吊工具、起吊设备、专用拆解工装台、专用抽排系统、专用取模器、专用模块拆解设备、绝缘套装工具等，应具备绝缘检测设备，如绝缘电阻测试仪等。8.1.6宜对废旧锂电池组、模块、单体进行残电释放处理后，再采用人工或自动化拆解模式进行安全、环保拆解。也可在带电作业安全防护条件下对废旧锂电池组、模块、单体进行带电拆解。8.2电池组拆解要求8.2.1宜采用专业电池组拆解设备进行安全、环保拆解。8.2.2使用专用起吊工具及设备将废旧锂电池组起吊至人工拆解工装台或自动拆解装备进料口，根据电池组组合方式（螺栓式、塑封式、金属焊接式、嵌入式）利用相应的专用工具进行拆解。8.2.3拆解过程做好绝缘防护，对高低压连接接口应使用绝缘材料及时封堵。8.2.4拆除电池组外壳、托架、隔板等辅助固定部件后，应使用绝缘工具拆除高压线束、线路板、安全盒、冷却系统、电池管理系统等功能部件。8.2.5应使用专用工具取出电池模块，并进行绝缘处理。6进料口，根据电池模块组合方式(螺栓式、塑封式、金属焊接式、嵌入式)利用相应的专8.3.4拆除电池模块外壳、导线、连接片等废旧单体电池拆解宜分别遵循图1所示程序作业流程。否是正极粉铝箔负极粉铜箔放电否78.5电压检测符合拆解的单体电池宜根据拆解企业规定的安全电压限值对单体进行电压检测：a)不符合拆解条件的单体应按5.3的要求执行，放电完成后再次进行电压检测和拆解条件判定；b)符合拆解条件的单体按5.4的要求执行。8.6放电8.6.1不符合拆解条件的单体应按照GB/T33598.3和HG/T5815的要求执行。8.6.2经过外接电路法或浸泡法放电完成的单体，应按5.2的要求进行电压检测。8.6.3如拆解企业具备带电处理技术，可在保证安全的前提下进行带电处理。8.7芯壳分离8.7.1满足拆解条件的单体宜通过固定、切割和分离等操作进行芯壳分离，得到完整的卷芯和外壳，同步收集电解液和废气。8.7.1单体芯壳分离时的卷芯脱出率不宜低于97%，卷芯脱出率R按公式(1)计算：R=n/N*100% 式中：n完全脱出的单体个数；N--投入分离系统的单体个数。8.8典型工艺流程8.8.1负压收集技术8收集分离分离隔膜斜角A.1含负压收集技术的锂离子蓄电池单体拆解工艺流程在锂离子单体电池的拆解过程中，负压收集技术能够将拆解过程的残留电解液含有的有机溶剂从电池单体中快速抽除，并通过废气处理系统净化含有有机溶剂的气体，保持拆解过程排放气体质量达标。具体工艺流程为：a)将锂离子单体电池进行放电处理，包括外型检查、安全性检查、型号分类等。b)将锂离子蓄电池单体放置于全自动电池拆解设备中，进行释放电解液、去壳、切割极耳、取出极芯等电池拆解分离分类过程。整个过程密闭负压，配备专业粉尘及电解液废气处理系统，达标排放。电解液、铝壳、极耳盖板分类回收、储存。c)将分离出的极芯，分离为正极片、隔膜、负极片三个独立部分。d)正、负极片分别经过分离脱附工艺，使正、负材料分别从铝箔和铜箔上脱附下来，然后9废旧锂电池废旧锂电池破碎分选干燥热解细破及筛分末铜铝B.1含高温热解技术的锂离子蓄电池单体拆a)将锂离子电池进行放电处理，具体操作为1%~2%的氯化钠溶液浸泡池中，浸泡放电12h～24h,放电后投入水洗槽中进行水洗，并b)将晾干后的废旧锂离子电池通过锤式破碎d)分选工序选出的正负极活性物质、集解，温度为450℃±50℃,高温使集流体e)将热解后的物料细破碎至粒度为0.3mm±0.05mm,并通过振流程图如图B.1所示：安全状态较差的电池应配备专用应急处置区域或应急处置装置进行贮存。贮存区域或各贮存单元应配套烟雾、温度、红外等实时安全监控报警装置及消防、排烟、集液、废气及废水处置装置。8.8.3机械破碎技术C.1含机械破碎技术的锂离子蓄电池单体拆解工艺流程这个流程图c描述了使用机械破碎技术进行单体电池拆解的工艺流程。在破碎阶段，电池被破碎成不同大小的小块，以便于后续的分选和回收。分选阶段利用不同的物理方法 (如磁选、筛分和电选)进一步分离电池中的不同成分。最后，正、负极片或相关材料经过进一步处理后进行分类包装储存。具体工艺流程为：a)进行密闭负压操作，配备专业粉尘及电解液废气处理系统，以确保环境安全并符合环保标准。b)设备释放电解液，去壳并切割极耳。这些步骤使电池被拆解成更小的部分，以便进一步处理。c)将极芯从设备中取出，并进行进一步的分离。正极片、隔膜和负极片被分离成独立的部分。正、负极片经过分离脱附工艺，使正、负材料分别从铝箔和铜箔上脱附下来。d)正、负极片进行分类包装储存，以便后续的回收或再利用。整个流程是封闭的，负压操作确保粉尘和电解液废气得到有效控制，符合环保标准。同时，铝壳、极耳盖板和电解液等材料也得到分类回收和储存，以实现资源的可持续利8.9贮存区域宜配备自动滚筒线、机械吊具等装备对物料进行安全转移。废旧锂电池贮存前应进行安全性检测，贮存场所应进行避光处理，并严格控制环境温度，避免因电池高温自燃等引起的安全与环保风险9安全与环保要求9.1废旧锂电池拆解过程中固体废物、废气、废水的产生、贮存、处置等必须符合《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》第三章的相关规定，同时还应符合GB5085.7、GB8978、GB16297、GB18599、HJ2025相应部分的规定。9.2固