本发明涉及一种废旧锂离子电池的处理方法，特别涉及废旧锂离子电池的高效安全放电方法，属于废旧锂离子电池回收领域。
背景技术：
锂离子电池作为动力电池—EV(纯电动汽车)、PHEV(插电式混合动力汽车)及HEV(混合动力汽车)进入了快速增长期国际能源署预测2015年HEV/PHEV/EV总销量达1100万辆，2020年达到近2400万辆，锂离子电池在动力电池中的市场份额必将逐渐上升。我国作为最大的锂离子电池生产基地，锂离子电池年产量超过20亿只，比亚迪公司更是建立了8Gwh总生产规模的动力电池生产基地，每年可为60万台混合动力轿车提供电池。
这些进入市场的动力电池，一般在3～5年左右即将达到设计的寿命终止条件(容量衰减到初始容量的80％)，部分一致性不好或使用工况较恶劣的，甚至达不到3年的使用寿命。以此推算，我国将在2017年左右，迎来动力电池退役的GWh时代，此后逐年快速递增，预计到2019年，最晚不会超过2020年，会有超过10GWh的退役动力电池规模。
为避免锂离子电池的不适当处理可能带来的环境污染以及资源浪费，电池回收成为一个重要的研究领域。锂离子电池约含金属钴，铜，铁，铝，锂等金属超过60％。这些金属材料属于一次资源，极具回收价值。尤其金属钴是稀少、价格较贵的金属，没有单独的矿床，大多伴生于铜、镍矿中，且品位较低。因而，锂离子电池中存在大量有价金属，回收利用具有较大的经济社会价值。
对锂离子电池回收处理的第一步首先要将电池中剩余的电量安全高效地放出，才能进行后续的拆解、破碎等工序，否则拆解过程中由于电池短路而大量放热，甚至可能出现爆炸等危险状况，引起事故。目前废旧锂离子电池放电的方法多以含有盐的水溶液作为电解质进行缓慢放电。但该种方法放电速率慢，影响生产效率，电解水容易产生氢气、氧气等，存在安全隐患，使用过的水因坏旧电池流出的有机电解液污染而难以处理。
技术实现要素：
针对现有废旧锂离子电池放电存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种高效安全、操作简单、成本低廉的废旧锂离子电池放电的方法，该方法适用于传统钴酸锂等多种锂离子电池体系，可大规模推广应用。
为了实现上述技术目的，一种废旧锂离子电池高效安全放电的方法，该方法是将废旧锂离子电池与含导电粉体的介质搅拌混合后，静置放电。
本发明的技术方案关键在于采用固体导电粉体作为放电介质，在废旧锂离子电池与导电粉体充分混合的条件下，能够实现废旧锂离子电池的快速、高效放电，废旧锂离子电池电压能快速降低至0.6V以下，能保证废旧锂离子电池后续拆卸过程中的安全性。采用的固体导电粉体不但拥有优良的导电性能外，电子传输效率高，大大提高了放电效率，而且还有优异的导热性能(如石墨)，从而能使废旧锂离子电池放电过程中产生的热量迅速散发出去，降低了安全隐患，且固体导电粉体化学稳定性好，使用后能够重复利用，且消耗较小。废旧锂离子电池放电后能保持电池的完整性，过滤筛后能得到完整性好的废旧锂离子电池，便于后续拆解。本发明的技术方案中使废旧锂离子电池安全高效地放电，避免了传统的在水溶液中放电的方法，存在易产生氢气、氧气等，且大量放热导致水沸腾，易爆炸等不良因素。
优选的方案，所述导电粉体与废旧锂离子电池的体积比为1:1～5:1。在该优选范围内，能保证导电粉体与废旧锂离子电池充分接触，使废旧锂离子电池放电顺利进行。
优选的方案，所述导电粉体为再生石墨粉、商用石墨粉、炭黑、硬碳中的至少一种。较优选为再生石墨粉或商用石墨粉；最优选为废旧锂离子电池回收的石墨粉，即再生石墨粉。即将废旧锂离子电池进行拆解后，石墨粉体材料回收继续用于废旧锂离子电池的放电。
优选的方案，所述含导电粉体的介质中包含放电缓冲添加剂。通过添加放电缓冲添加剂能够保证锂离子电池合适的放电速率，进一步提高了安全性。
较优选的方案，所述放电缓冲添加剂包括细砂和/或石灰粉。细砂和石灰粉放电缓冲效果较好的物质，其与导电粉体混合，使废旧电池放电过程相对稳定，可以缓解快速放电过程中引起的局部过热。
较优选的方案，所述放电缓冲添加剂与导电粉体的体积比为1:5～1:10。在该优选范围内，废旧锂离子电池放电的速率合适，不至于放电过快造成局部过热。
较优选的方案，所述静置放电的时间为6～24h。较优选为6～12h。本发明的技术方案放电时间短，具有高效的特点。
优选的方案，废旧锂离子电池包括钴酸锂体系锂离子电池、锰钴镍三元材料体系锂离子电池、磷酸铁锂体系锂离子电池中至少一种。
本发明的技术方案中废旧锂离子电池放电后，通过过筛处理，使废旧锂离子电池与导电粉体及放电缓冲添加剂等分离，导电粉体和放电缓冲添加剂回收重复使用，废旧锂离子电池进行后续的拆解等回收过程。
本发明的一种废旧锂离子电池高效安全放电的方法，该方法包含以下具体步骤：
1)在含有搅拌装置的箱体中加入一定量的导电粉体和放电缓冲添加剂；
2)将待处理的废旧锂离子电池加入到装置中；
3)启动搅拌装置，搅拌一定时间，停止，电池在静置条件下进行放电；
4)一段时间后，将箱体中的粉体和废旧锂离子电池过筛，将分离出的锂离子电池进行拆解，导电粉体和放电缓冲添加剂回收继续用于废旧锂离子电池的放电。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益效果：
1)本发明的技术方案充分利用了固体导电粉体介质的导电导热性能，大大提高了废旧锂离子电池的放电效率，放电时间短，相比水溶液作为介质放电，放电效率高，且大大提高了放电安全性。
2)本发明的技术方案采用细砂和石灰粉等作为放电缓冲添加剂，其放电缓冲效果较好的物质，其与导电粉体混合，使废旧电池放电过程相对稳定，可以缓解快速放电过程中引起的局部过热。
3)本发明的技术方案采用的固体导电粉体及放电缓冲添加剂来源广，成本低，导电粉体可以是废旧锂离子电池回收的负极石墨粉(再生石墨粉)，也可以是商业石墨粉、炭黑等，能够实现废旧电池材料的回收利用，节约了资源。放电缓冲添加剂采用细砂、石灰粉等廉价原料，固体导电粉体和放电缓冲添加剂能够反复利用，有效节省了成本。
4)本发明的技术方案操作简单，只需进行混合、静置等操作，即可完成放电过程，能耗低，有利于推广应用。
5)本发明的技术方案无三废产生，对环境友好，具有广阔的工业化应用前景。
附图说明
【图1】为实施例1废旧锂离子电池放电的电压变化图。
具体实施方式
以下实施例旨在对本发明内容做进一步详细说明；而本发明权利要求的保护范围不受实施例限制。
实施例1
一种废旧锂离子电池的高效安全放电方法，包括以下步骤：
(1)在含有搅拌装置的箱体中加入一定量的再生石墨粉和细砂，石墨粉与细砂的体积比为10:1；
(2)将待处理的废旧锂离子电池加入到装置中，石墨粉与锂离子电池的体积比为4:1；
(3)启动搅拌装置，搅拌一定时间，停止，电池在静置条件下进行放电，放电时间为12h；
(4)12h后，将箱体中的粉体和废旧锂离子电池过筛，将分离出的锂离子电池进行拆解，石墨粉和细砂回收继续用于废旧锂离子电池的放电。
采用本实施例对废旧锂离子电池放电的电压变化如图1所示，表明一块残余容量为225.0mAh的钴酸锂电池待放电后，其电压降到0.4V。
实施例2
一种废旧锂离子电池的高效安全放电方法，包括以下步骤：
(1)在含有搅拌装置的箱体中加入一定量的再生石墨粉和细砂，石墨粉与细砂的体积比为8:1；
(2)将待处理的废旧锂离子电池加入到装置中，石墨粉与锂离子电池的体积比为2:1；
(3)启动搅拌装置，搅拌一定时间，停止，电池在静置条件下进行放电，放电时间为12h；
(4)12h后，将箱体中的粉体和废旧锂离子电池过筛，将分离出的锂离子电池进行拆解，石墨粉和细砂回收继续用于废旧锂离子电池的放电。
采用本实施例对废旧锂离子电池放电的电压变化表明一块残余容量为225.0mAh的钴酸锂电池待放电后，其电压降到0.6V。
实施例3
一种废旧锂离子电池的高效安全放电方法，包括以下步骤：
(1)在含有搅拌装置的箱体中加入一定量的再生石墨粉和细砂，石墨粉与细砂的体积比为5:1；
(2)将待处理的废旧锂离子电池加入到装置中，石墨粉与锂离子电池的体积比为1:1；
(3)启动搅拌装置，搅拌一定时间，停止，电池在静置条件下进行放电，放电时间为24h；
(4)24h后，将箱体中的粉体和废旧锂离子电池过筛，将分离出的锂离子电池进行拆解，石墨粉和细砂回收继续用于废旧锂离子电池的放电。
采用本实施例对废旧锂离子电池放电的电压变化表明一块残余容量为225.0mAh的钴酸锂电池待放电后，其电压降到0.45V。
实施例4
一种废旧锂离子电池的高效安全放电方法，包括以下步骤：
(1)在含有搅拌装置的箱体中加入一定量的再生石墨粉和细砂，石墨粉与细砂的体积比为10:1；
(2)将待处理的废旧锂离子电池加入到装置中，石墨粉与锂离子电池的体积比为5:1；
(3)启动搅拌装置，搅拌一定时间，停止，电池在静置条件下进行放电，放电时间为6h；
(4)6h后，将箱体中的粉体和废旧锂离子电池过筛，将分离出的锂离子电池进行拆解，石墨粉和细砂回收继续用于废旧锂离子电池的放电。
采用本实施例对废旧锂离子电池放电的电压变化表明一块残余容量为225.0mAh的钴酸锂电池待放电后，其电压降到0.5V。
实施例5
一种废旧锂离子电池的高效安全放电方法，包括以下步骤：
(1)在含有搅拌装置的箱体中加入一定量的再生石墨粉；
(2)将待处理的废旧锂离子电池加入到装置中，石墨粉与锂离子电池的体积比为1:1；
(3)启动搅拌装置，搅拌一定时间，停止，电池在静置条件下进行放电，放电时间为10h；
(4)10h后，将箱体中的粉体和废旧锂离子电池过筛，将分离出的锂离子电池进行拆解，石墨粉回收继续用于废旧锂离子电池的放电。
采用本实施例对废旧锂离子电池放电的电压变化表明一块残余容量为225.0mAh的钴酸锂电池待放电后，其电压降到0.7V。
实施例6
一种废旧锂离子电池的高效安全放电方法，包括以下步骤：
(1)在含有搅拌装置的箱体中加入一定量的炭黑和细砂，炭黑与细砂的体积比为10:1；
(2)将待处理的废旧锂离子电池加入到装置中，炭黑与锂离子电池的体积比为3:1；
(3)启动搅拌装置，搅拌一定时间，停止，电池在静置条件下进行放电，放电时间为12h；
(4)12h后，将箱体中的粉体和废旧锂离子电池过筛，将分离出的锂离子电池进行拆解，炭黑和细砂回收继续用于废旧锂离子电池的放电。
采用本实施例对废旧锂离子电池放电的电压变化表明一块残余容量为225.0mAh的钴酸锂电池待放电后，其电压降到0.8V。
对比例1
一种废旧锂离子电池的高效安全放电方法，包括以下步骤：
(1)在含有搅拌装置的箱体中加入一定量的再生石墨粉和细砂，石墨粉与细砂的体积比为10:1；
(2)将待处理的废旧锂离子电池加入到装置中，石墨粉与锂离子电池的体积比为1:2；
(3)启动搅拌装置，搅拌一定时间，停止，电池在静置条件下进行放电，放电时间为12h；
(4)12h后，将箱体中的粉体和废旧锂离子电池过筛，将分离出的锂离子电池进行拆解，石墨粉和细砂回收继续用于废旧锂离子电池的放电。
采用本实施例对废旧锂离子电池放电的电压变化表明一块残余容量为225.0mAh的钴酸锂电池待放电后，其电压降到1.2V。