《廢舊鋰離子電池再生利用 電池單體拆解技術(shù)規(guī)范》征求意見稿

1廢舊鋰離子電池再生利用電池單體拆解技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了廢舊鋰離子電池再生利用電池單體拆解技術(shù)的相關(guān)術(shù)語和定義、總體要求，以及相關(guān)的人員、場地、貯存、拆解、測試、安全與環(huán)保等要求。本文件適用于包括動力型、儲能型和消費級鋰離子電池單體拆解過程，以及應(yīng)用層級為由電池單體或電芯層級拆解到各個組件或材料層級。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB2894-2008《安全標準及其使用導則》GB/T2900.41《電工術(shù)語原電池和蓄電池》GB5085.7《危險廢物鑒別標準通則》GB8978《污水綜合排放標準》GB/T11651《個體防護裝備選用規(guī)范》GB12348《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》GB15630《消防安全標志設(shè)置要求》GB16297《大氣污染物綜合排放標準》GB18597《危險廢物貯存污染控制標準》GB18599《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準》GB/T34015《車用動力電池回收利用余能檢測》GB/T33598-2017《車用動力電池回收利用拆解規(guī)范》GB/T39224《廢舊電池回收技術(shù)規(guī)范》GB/T33598.3《車用動力電池回收利用再生利用第3部分放電規(guī)范》GB40165-2021《固定式電子設(shè)備用鋰離子電池和電池組安全技術(shù)規(guī)范》GB50016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50140《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范》2GB50395《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》HJ2025《危險廢物收集貯存運輸技術(shù)規(guī)范》HG/T5815《廢電池化學放電技術(shù)規(guī)范》HG/T5816《廢電池回收熱解技術(shù)規(guī)范》WB/T1061《廢蓄電池回收管理規(guī)范》YS/T1174《廢舊電池破碎分選回收技術(shù)規(guī)范》3術(shù)語和定義GB40165-2021、GB/T2900.41、GB/T19596和GB/T33598和GB/T39224界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。鋰離子電池lithium-ionbattery依靠鋰離子在正極和負極之間移動實現(xiàn)化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，并被設(shè)計成可充電。注1：該裝置通常包括電極、隔膜、電解質(zhì)、容器和端子等。注2：該術(shù)語在本文件中簡稱為鋰電池。[來源：GB40165-2021，術(shù)語和定義3.1]3.1廢舊鋰離子電池usedlithium-ionbattery失去原有使用價值的鋰離子電池及其廢元（器）件、零（部）件和廢原材料，以及失去使用價值仍可用于其他目標領(lǐng)域的鋰離子電池。注1：該術(shù)語在本文件中簡稱為廢舊鋰電池。模塊module多個電池串聯(lián)或并聯(lián)在一起的配置，可能有也可能沒有保護裝置[如熔斷器或正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)]和監(jiān)控電路。[來源：GB40165-2021，術(shù)語和定義3.4]電池組batterypack由一個或多個電池或模塊電氣聯(lián)接的能量存儲裝置。注1：它可以包括給電池組系統(tǒng)提供信息（如電池電壓）的保護和監(jiān)控裝置。注2：它可以包含由終端或其他互聯(lián)裝置提供的保護罩。[來源：GB40165-2021，術(shù)語和定義3.5]33.2單體拆解dismantling將廢舊鋰電池模塊、電池組解體到單體鋰電池，再分解為各個組成部件的作業(yè)。卷芯jellyroll除去單體蓄電池外殼、蓋板等封裝后的內(nèi)部組件，主要由正負極片、隔膜、電解液組3.6電極材料粉powderofbatterymaterial將單體蓄電池拆解后，得到以鋰、鎳、鈷、錳、鐵、石墨等一種或多種有價成分構(gòu)成的粉料。3.7卷芯脫出率separationrateofjellyroll卷芯完全脫出單體蓄電池的個數(shù)占投入分離系統(tǒng)的單體蓄電池個數(shù)的百分比。4總體要求4.1鋰電池生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計鋰電池時應(yīng)考慮可拆解性、可回收性等綠色設(shè)計。4.2廢舊鋰電池冋收、拆解企業(yè)應(yīng)建立勞動保護、消防安全責任管理和環(huán)境保護制度，并制定處理安全及環(huán)境污染事故的應(yīng)急預案。4.3廢舊鋰電池冋收、拆解企業(yè)應(yīng)具有國家法律法規(guī)規(guī)定的相關(guān)資質(zhì)。4.4廢舊鋰電池冋收、拆解企業(yè)應(yīng)參照鋰電池生產(chǎn)、組裝、集成、使用的相關(guān)企業(yè)提供的技術(shù)支持和拆解指導文件，制定拆解作業(yè)程序或拆解作業(yè)指導書，進行安全拆解。4.5廢舊鋰電池拆解過程中產(chǎn)生或夾雜的危險廢物，或根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標準及鑒別方法被認定的危險廢物，應(yīng)符合HJ2025的有關(guān)要求，并交由有相關(guān)處理資質(zhì)的單位進行處理。4.6廢舊鋰電池冋收、拆解企業(yè)宜采用機械或自動化拆解方式，以提高拆解效率及安全性。5人員要求5.1拆解作業(yè)人員需持有相應(yīng)的職業(yè)資格證書。5.2拆解過程嚴禁單獨作業(yè)，按照制定的拆解作業(yè)程序或作業(yè)指導書進行。45.3拆解作業(yè)人員應(yīng)通過拆解單位的專業(yè)培訓，包括但不限于觸電防范、現(xiàn)場急救培訓以及安全、環(huán)保事故應(yīng)急預案培訓，能夠?qū)﹄娊庖盒孤?、廢舊鋰電池起火、爆炸等事故進行必要的應(yīng)急處理。5.4專業(yè)技能應(yīng)滿足規(guī)范拆解、環(huán)保作業(yè)、安全操作等相應(yīng)要求，操作人員考核后方可上崗。6場地要求6.1工作場地應(yīng)劃分出明確的物料貯存區(qū)域、拆解操作區(qū)域、安全區(qū)域等功能性場地，各區(qū)域應(yīng)具備安全防范設(shè)施，并按照GB50016、GB50140要求設(shè)置消防設(shè)施、報警設(shè)施、應(yīng)急設(shè)施、緊急事故人員疏散通道等。6.2貯存、拆解操作區(qū)域的地面應(yīng)進行絕緣、硬化及防滲漏處理，應(yīng)具有排氣、吸塵、集液、防火、防爆、防腐蝕等安全及環(huán)保防范設(shè)施，如廢氣收集凈化系統(tǒng)、預警消防系統(tǒng)、廢液回收處理系統(tǒng)等，并按照GB2894、GB15630要求設(shè)置消防、高壓、危險化學品安全警示標識以及區(qū)域隔離、緊急疏散標識。6.3拆解操作區(qū)域應(yīng)保持潔凈干燥、光線良好，并遠離居民區(qū)，安全距離應(yīng)符合國家相關(guān)管理規(guī)定。7貯存要求7.1貯存區(qū)域應(yīng)具有獨立的集中場地和足夠的貯存空間，應(yīng)利用通道、防火隔板或者隔離墻將堆積的廢舊鋰電池隔開貯存。7.2安全狀態(tài)較差的電池應(yīng)配備專用應(yīng)急處置區(qū)域或應(yīng)急處置裝置進行貯存。貯存區(qū)域或各貯存單元應(yīng)配套煙霧、溫度、紅外等實時安全監(jiān)控報警裝置及消防、排煙、集液、廢氣及廢水處置裝置。7.3貯存區(qū)域宜配備自動滾筒線、機械吊具等裝備對物料進行安全轉(zhuǎn)移。7.4廢舊鋰電池貯存前應(yīng)進行安全性檢測，貯存場所應(yīng)進行避光處理，并嚴格控制環(huán)境溫度，避免因電池高溫自燃等引起的安全與環(huán)保風險。58拆解要求8.1一般要求8.1.1拆解宜具備人工、半自動、全自動及多種模式綜合的作業(yè)形式。8.1.2拆解過程需要在安裝有負壓處理裝置、氣體凈化設(shè)備的環(huán)境中進行，確保排出氣體符合國家相關(guān)安全與環(huán)保要求。8.1.3批量大、結(jié)構(gòu)簡單等適合自動化拆解的電池，鼓勵企業(yè)通過建立電池特征數(shù)據(jù)庫、拆解工藝知識庫等，實現(xiàn)半自動化、自動化拆解。批量小、結(jié)構(gòu)復雜等不適合自動化拆解的電池可采用人工拆解。注1：對于具有多螺釘、激光焊接、強力結(jié)構(gòu)膠等拆解費時費力的組裝部位宜優(yōu)先考慮自動化及智能化拆解。注2：對于線束、扎帶等組裝類型繁多、結(jié)構(gòu)設(shè)計復雜組件的拆解，宜采用人工拆解，鼓勵企業(yè)進行自動化拆解及智能化拆解的研究。8.1.4人工拆解作業(yè)過程中，工人應(yīng)具備絕緣手套、防機械傷害手套、安全帽、絕緣鞋(靴)、防護面罩、防觸電絕緣救援鉤等安全防護裝備。8.1.5人工拆解作業(yè)應(yīng)配備專業(yè)防護罩、專用起吊工具、起吊設(shè)備、專用拆解工裝臺、專用抽排系統(tǒng)、專用取模器、專用模塊拆解設(shè)備、絕緣套裝工具等，應(yīng)具備絕緣檢測設(shè)備，如絕緣電阻測試儀等。8.1.6宜對廢舊鋰電池組、模塊、單體進行殘電釋放處理后，再采用人工或自動化拆解模式進行安全、環(huán)保拆解。也可在帶電作業(yè)安全防護條件下對廢舊鋰電池組、模塊、單體進行帶電拆解。8.2電池組拆解要求8.2.1宜采用專業(yè)電池組拆解設(shè)備進行安全、環(huán)保拆解。8.2.2使用專用起吊工具及設(shè)備將廢舊鋰電池組起吊至人工拆解工裝臺或自動拆解裝備進料口，根據(jù)電池組組合方式（螺栓式、塑封式、金屬焊接式、嵌入式）利用相應(yīng)的專用工具進行拆解。8.2.3拆解過程做好絕緣防護，對高低壓連接接口應(yīng)使用絕緣材料及時封堵。8.2.4拆除電池組外殼、托架、隔板等輔助固定部件后，應(yīng)使用絕緣工具拆除高壓線束、線路板、安全盒、冷卻系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)等功能部件。8.2.5應(yīng)使用專用工具取出電池模塊，并進行絕緣處理。6進料口，根據(jù)電池模塊組合方式(螺栓式、塑封式、金屬焊接式、嵌入式)利用相應(yīng)的專8.3.4拆除電池模塊外殼、導線、連接片等廢舊單體電池拆解宜分別遵循圖1所示程序作業(yè)流程。否是正極粉鋁箔負極粉銅箔放電否78.5電壓檢測符合拆解的單體電池宜根據(jù)拆解企業(yè)規(guī)定的安全電壓限值對單體進行電壓檢測：a)不符合拆解條件的單體應(yīng)按5.3的要求執(zhí)行，放電完成后再次進行電壓檢測和拆解條件判定；b)符合拆解條件的單體按5.4的要求執(zhí)行。8.6放電8.6.1不符合拆解條件的單體應(yīng)按照GB/T33598.3和HG/T5815的要求執(zhí)行。8.6.2經(jīng)過外接電路法或浸泡法放電完成的單體，應(yīng)按5.2的要求進行電壓檢測。8.6.3如拆解企業(yè)具備帶電處理技術(shù)，可在保證安全的前提下進行帶電處理。8.7芯殼分離8.7.1滿足拆解條件的單體宜通過固定、切割和分離等操作進行芯殼分離，得到完整的卷芯和外殼，同步收集電解液和廢氣。8.7.1單體芯殼分離時的卷芯脫出率不宜低于97%，卷芯脫出率R按公式(1)計算：R=n/N*100% 式中：n完全脫出的單體個數(shù)；N--投入分離系統(tǒng)的單體個數(shù)。8.8典型工藝流程8.8.1負壓收集技術(shù)8收集分離分離隔膜斜角A.1含負壓收集技術(shù)的鋰離子蓄電池單體拆解工藝流程在鋰離子單體電池的拆解過程中，負壓收集技術(shù)能夠?qū)⒉鸾膺^程的殘留電解液含有的有機溶劑從電池單體中快速抽除，并通過廢氣處理系統(tǒng)凈化含有有機溶劑的氣體，保持拆解過程排放氣體質(zhì)量達標。具體工藝流程為：a)將鋰離子單體電池進行放電處理，包括外型檢查、安全性檢查、型號分類等。b)將鋰離子蓄電池單體放置于全自動電池拆解設(shè)備中，進行釋放電解液、去殼、切割極耳、取出極芯等電池拆解分離分類過程。整個過程密閉負壓，配備專業(yè)粉塵及電解液廢氣處理系統(tǒng)，達標排放。電解液、鋁殼、極耳蓋板分類回收、儲存。c)將分離出的極芯，分離為正極片、隔膜、負極片三個獨立部分。d)正、負極片分別經(jīng)過分離脫附工藝，使正、負材料分別從鋁箔和銅箔上脫附下來，然后9廢舊鋰電池廢舊鋰電池破碎分選干燥熱解細破及篩分末銅鋁B.1含高溫熱解技術(shù)的鋰離子蓄電池單體拆a)將鋰離子電池進行放電處理，具體操作為1%~2%的氯化鈉溶液浸泡池中，浸泡放電12h～24h,放電后投入水洗槽中進行水洗，并b)將晾干后的廢舊鋰離子電池通過錘式破碎d)分選工序選出的正負極活性物質(zhì)、集解，溫度為450℃±50℃,高溫使集流體e)將熱解后的物料細破碎至粒度為0.3mm±0.05mm,并通過振流程圖如圖B.1所示：安全狀態(tài)較差的電池應(yīng)配備專用應(yīng)急處置區(qū)域或應(yīng)急處置裝置進行貯存。貯存區(qū)域或各貯存單元應(yīng)配套煙霧、溫度、紅外等實時安全監(jiān)控報警裝置及消防、排煙、集液、廢氣及廢水處置裝置。8.8.3機械破碎技術(shù)C.1含機械破碎技術(shù)的鋰離子蓄電池單體拆解工藝流程這個流程圖c描述了使用機械破碎技術(shù)進行單體電池拆解的工藝流程。在破碎階段，電池被破碎成不同大小的小塊，以便于后續(xù)的分選和回收。分選階段利用不同的物理方法 (如磁選、篩分和電選)進一步分離電池中的不同成分。最后，正、負極片或相關(guān)材料經(jīng)過進一步處理后進行分類包裝儲存。具體工藝流程為：a)進行密閉負壓操作，配備專業(yè)粉塵及電解液廢氣處理系統(tǒng)，以確保環(huán)境安全并符合環(huán)保標準。b)設(shè)備釋放電解液，去殼并切割極耳。這些步驟使電池被拆解成更小的部分，以便進一步處理。c)將極芯從設(shè)備中取出，并進行進一步的分離。正極片、隔膜和負極片被分離成獨立的部分。正、負極片經(jīng)過分離脫附工藝，使正、負材料分別從鋁箔和銅箔上脫附下來。d)正、負極片進行分類包裝儲存，以便后續(xù)的回收或再利用。整個流程是封閉的，負壓操作確保粉塵和電解液廢氣得到有效控制，符合環(huán)保標準。同時，鋁殼、極耳蓋板和電解液等材料也得到分類回收和儲存，以實現(xiàn)資源的可持續(xù)利8.9貯存區(qū)域宜配備自動滾筒線、機械吊具等裝備對物料進行安全轉(zhuǎn)移。廢舊鋰電池貯存前應(yīng)進行安全性檢測，貯存場所應(yīng)進行避光處理，并嚴格控制環(huán)境溫度，避免因電池高溫自燃等引起的安全與環(huán)保風險9安全與環(huán)保要求9.1廢舊鋰電池拆解過程中固體廢物、廢氣、廢水的產(chǎn)生、貯存、處置等必須符合《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》第三章的相關(guān)規(guī)定，同時還應(yīng)符合GB5085.7、GB8978、GB16297、GB18599、HJ2025相應(yīng)部分的規(guī)定。9.2固