CN110233303A - 分离激光焊接模组中不良电芯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了分离激光焊接模组中不良电芯的方法。通过在较低低温下对电池模组进行拆解，利用低温下电池内部化学物质活性降低，进而通过使用切割、腐蚀、脆断等手段将模组中的不良电芯拆除。从而将电池模组中的优良电芯回收，进而梯次利用。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池回收及梯次利用领域，具体涉及到分离激光焊接电池模组中不良电芯的方法。
背景技术
随着我国对新能源电动汽车的大力推广，动力电池市场呈现高速增长态势，动力电池厂商最近几年均在纷纷扩大产能。与此同时，伴随着动力电池需求量的大量增长，动力电池的报废量也在不断增长。比如，2015年中国锂电池总产量为47.13Gwh，其中，动力电池产量为16.9Gwh，占比36.07%；消费锂电池产量为23.69Gwh，占比50.26%，储能锂电池产量为1.73Gwh，占比3.67%。据日前国金证券发布的《动力锂电池回收行业研究报告》测算，到2020年动力锂电池的需求量将达到125Gwh，报废量将达到32.2Gwh，约50万吨；到2023年，报废量将达到101Gwh，约116万吨。如果这些废旧电池不进行回收处理，势必将造成严重的资源浪费和环境污染，严重影响我国的低碳经济及环境友好型社会的建设。
目前我国废旧电池回收技术正逐步起步，关于梯次利用也逐渐提上日程。在当前的动力电池装配中，为了降低系统产热并简化装配工艺，目前大量应用激光焊接技术，而出现问题的电池模组中，有问题的往往只是个别并联电芯，大部分电芯还处于优良状态，而激光焊接的拆除较难，拆除掉一个并联电芯组往往会导致整个模组的汇流排等电气连接件发生不可修复的破坏，这对优级电芯来说，是一个极大的浪费。并且，电池模组即使将电量大部分放光，余能电压和电量仍然很大，直接破拆整个电池模组，会非常容易导致问题电池周边的优良电芯受损，进而导致完成梯次利用中的电芯模组整体发生新的不均衡，另外，直接破拆的危险性非常大，容易对操作人员的人身安全和设备等造成严重威胁。因此，推出更加安全有效的模组拆解方法显得尤为迫切。
发明内容
本发明针对上述背景技术中所涉及的缺陷，提出了分离激光焊接模组中不良电芯的方法。本发明通过在较低低温下对电池模组进行拆解，利用低温下电池内部化学物质活性降低，进而通过使用切割、腐蚀、脆断等手段将模组中的不良电芯拆除。
所述的低温环境，可以在零下20℃乃至更低，甚至可以使用液氮将模组整体冷却至超低温度。
所述的切割手段，可以使用铣床、角磨机等机械手段进行。
权利要求1所述的腐蚀手段，其主体思路为使用腐蚀剂针对预先设计的激光焊接部位进行全部或者部分腐蚀，致使腐蚀后的结构更加方便拆解。
本发明也包括在低温下，通过脆断的手段，将激光焊接部分断裂，如很多模组在成组时，需将铜质负极与铝质正极进行连接，而不论是激光直接焊接又或者是通过使用铜铝复合的材料，均会导致在超低温下连接部分的铜铝复合材料大幅度变脆，也较易进行剥离。
本发明所述的电池模组，所述的电池模组可以为锂离子电池模组、锂硫电池模组等涉及到激光焊接的电池模组。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了分离激光焊接模组中的不良电芯的方法，通过在较低低温下对电池模组进行拆解，利用低温下电池内部化学物质活性降低，进而通过使用切割、腐蚀、脆断等手段将模组中的不良电芯拆除，从而在尽可能保护周边优良电芯的情况下，将电池模组中的优良电芯回收，进而梯次利用。同时，该方法由于在低温下进行，电池内部化学物质活性降低，降低了电池起火、爆炸的可能，避免了对操作者的人身安全及设备造成损害。并且，该方法所涉及到的手段较为灵活，成本较为低廉，非常易于产业化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体说明，但本发明的实施方式不仅限于此，在此基础上的稍加改动，以及本发明的应用范围及应用拓展，均属于本发明保护范围之内。
实施例1
1）首先将所需拆解电芯（并联电芯单元）进行标记，随后将模组整体放入液氮中；
2）放置一段时间之后，取出模组，并随之迅速使用角磨机将不良电芯单元切除。
实施例2
1）首先将所需拆解电芯（并联电芯单元）进行标记，随后将模组整体放入低温箱中（-30℃）；
2）放置一段时间之后，取出模组，并随之使用吸附了腐蚀剂的泡棉（如EVA泡棉）对不良电芯连接部分进行擦拭，待形成沟槽之后，拆解电芯。
实施例3
1）针对出现铜铝复合材料的模组，先将所需拆解电芯（并联电芯单元）进行标记，并随后将模组整体放入液氮中；
2）放置一段时间之后，取出模组，轻轻拉扯连接部分或者使连接部分发生轻微变形，可见连接部分（如极耳）自行断裂，完成拆解电芯。
Claims (7)
1.本发明涉及到分离激光焊接模组中的不良电芯的方法，通过在较低低温下对电池模组进行拆解，利用低温下电池内部化学物质活性降低，进而通过使用切割、腐蚀、脆断等手段将模组中的不良电芯拆除。
2.权利要求1所述的电池模组，所述的电池模组可以为锂离子电池模组、锂硫电池模组等涉及到激光焊接的电池模组。
3.权利要求1所述的低温环境，可以在零下20℃乃至更低，甚至可以使用液氮将模组整体冷却至超低温度。
4.权利要求1所述的切割手段，可以使用铣床、角磨机等机械手段进行。
5.权利要求1所述的腐蚀手段，其主体思路为使用腐蚀剂针对预先设计的激光焊接部位进行全部或者部分腐蚀，致使腐蚀后的结构更加方便拆解。
6.权利要求5所述的腐蚀剂，一般为15%～28%的HCl添加了普通稠化酸、交联酸、变粘酸（如VES变粘酸）、泡沫酸、乳化酸、就地自生酸等。
7.如权利要求1所述的分离激光焊接模组中的不良电芯的方法中，也包括在低温下，通过脆断的手段，将激光焊接部分断裂，如很多模组在成组时，需将铜质负极与铝质正极进行连接，而不论是激光直接焊接又或者是通过使用铜铝复合的材料，均会导致在超低温下连接部分的铜铝复合材料大幅度变脆，也较易进行剥离。
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