破碎手机电池的机器

破碎手机电池的机器 2.4.4  破碎产物的XRD 分析 为了进一步探明粒度低于  0.250  mm  的物质组成 含量，分别对粒度为  0.125~0.250，0.075~0.125  和低 于0.075 mm 3个级别的破碎产物进行XRD物相分析。 从图  3  可以看出：废弃锂离子电池的弯曲应力− 应变曲线存在2 次屈服断裂：第1 次屈服是外层塑料 的屈服断裂；第2 次屈服是锂离子电池内芯的屈服断 图2  锂离子电池抗拉应力σFig.2  Relationship between tensile strength stress and strain for lithium­ion batteries 图3  锂离子电池的抗弯应力σFig.3  Relationship between bending­strength stress and strain for lithium­ion batteries 裂。这显 示了试样的塑性材料特征，并且很软，因而单一的挤 压作用能改变锂离子电池的形状，将其压扁，但无法 产生破裂有效解离， 因而不能选取此种挤压破碎方式。 2.2.3  抗弯实验进行条件 试样抗弯实验的强度 σ 为 36.32  MPa，应变 ε 为 20.13%，弹性模量E 为66.67 MPa，其应力−应变曲线 如图3 所示。而废弃手机锂离子电池的电极材 料为极细的粉末物质，在搅拌过程中会产生粉尘，造 成污染的同时也不利于电极材料的回收；而其中含有 的有机物质容易在高温条件下分解甚燃烧爆炸；破 碎产物若不能够及时从破碎腔出料，则不仅降低了破 碎效率，而且会产生过粉碎现象，不利于后续分选作 业。 图1  锂离子电池抗压应力σ−应变ε 曲线图 Fig.1  Relationship between compressive strength stress and strain for lithium­ion batteries 从图 1 可以看出：在锂离子电池受压过程中，没 有出现屈服点；压力只能将材料压扁，高度降低，断 面扩大，不会造成破坏；当应变ε 达到28.90%时，应 力仅为3.92 MPa，而固体废弃物一般以抗压强度为标 准，抗压强度小于 40  MPa 的为软固体废弃物。

破碎手机电池的机器破碎时间为20~60 s，用水量为400~600 L/h， 破碎量为1~4 只。 使用  MX320*620  型冲击破碎机将废弃手机锂离 子电池在不同的破碎时间、用水量和破碎量条件下进 行破碎。 选择以水为介质的湿法冲击式破碎机对其进行破碎研究。 2.2.5  冲击试验 抗冲击实验结果如表2 所示。 2.4  破碎效果 2.4.1  破碎产物的粒度分布 废弃锂离子电池采取湿法冲击破碎后的浆料依次 通过粒度为2.000，  1.000，  0.500，  0.250，  0.125 和0.075 mm  的筛子，烘干后称质量，得到破碎产物的粒度分 布如图5 所示。在此过程中，水流作用主要有以下几个方 面：(1)  防止产生粉尘并抑制其扩散；(2)  避免锂离子 电池破碎过程中产生局部高温， 产生燃烧爆炸的危险； (3)  将破碎产物及时冲刷出破碎腔，加快破碎效率。

从图 2 可以看出：当应力增大到峰值后，锂离子 电池外壳塑料出现断裂；此后，外壳与内芯之间会产 生滑动，施加较小的力能产生较大的位移。破碎开始后，废弃锂离子电 池从给料斗进入破碎腔，在高速运动的刀片冲击作用 下，锂离子电池被破碎解离，在水流作用下经过破碎 腔底部筛孔从出料口流出，其中破碎腔底部筛孔为 2.2  mm。破碎手机电池的机器观察分析破碎 产物发现：废弃手机锂离子电池在湿法冲击破碎下选 择性破碎效果显著。并且对废弃锂 离子电池的资源化处理研究主要集中于正极活性物质 的回收利用 [8−10] ，还有大量的有用物质并未得到回收。 冲击破碎根据是否引入水可分为干法破碎、湿法 破碎和半湿法破碎。经测试 发现：剪切力可以有效地将锂离子电池外壳剪碎，使 其内含物充分暴露，因而，选择破碎方式时，应考虑中南大学学报(自然科学版)  第 43 卷  3358 图4  锂离子电池的抗剪应力σ−应变ε 曲线图 Fig.4  Relationship between shearing­strength stress and strain for lithium­ion batteries 带剪切破碎作用的破碎方式。

破碎手机电池的机器 表2  锂离子电池抗冲击力学实验结果 Table 2  Experimental results of impact resistance test 编号 横截面面积/cm 冲击功/J  冲击强度/(kJ∙m HKC  2.68  6.78  25.3 2.3  破碎方法 力学性能测试结果表明：废弃手机锂离子电池的 外壳为脆性材料，而其内芯为韧性材料，整体表现出 软的韧性材料特点。各物质基本上实现了单体解离；其中活性物 质成分受黏合剂的作用明显，活性物质颗粒被黏附在 一起，颗粒间排列紧密，并且有小部分黏合剂失效， 颗粒脱落松散。从下一步深化处理的角度看，这有利 于降低成本，简化工艺，如图 7 所示。 3  结论 (1)  废弃手机锂离子电池的抗压、抗拉、抗弯和 抗剪的力学性能曲线符合塑料的应力−应变曲线特 征，抗冲击负荷较小，属韧而软的塑性材料。各部分质量组成(质量分数)见表1。第 9 期 张涛，等：废弃手机锂离子电池机械破碎的基础研究  3357 2.2  力学性能及破碎方法的选择 2.2.1  抗压实验 试样抗压实验的强度  σ  为  3.92  MPa，应变  ε  为 28.90%，弹性模量E 为28.34 MPa，其应力−应变曲线 如图1 所示。

 2.4.2  破碎产物的解离 粗粒级产物如图 6 所示。其中的各个组成部分彼此分离，完成了单体解 离，有利于后续物理分选。基于破碎解离、分选富 集和加工成品的技术路线，是有效实现废弃锂离子电 池的破碎解离的重要基础。本公司回收原则：1、高价收购、长期合作 2、以现金结算 3、生意以诚信为基础欢迎有废料废旧物资单位及个人来电洽谈！联系电话： 手机： 联系人：张先生。破碎手机电池的机器 为了保证实验安全，防止锂离子电池在力学实验 过程中因为结构破坏和内部材料外漏引起污染和爆 炸，实验前将废弃锂离子电池放入质量分数为  5%的 NaCl 溶液中进行浸泡处理，充分放电约 24  h 后，将 锂离子电池捞出，用清水冲洗干净，自然风干。 目前还缺乏对预处理技术的专门研究。

 2  结果与讨论 2.1  电池结构及结合方式 对废弃手机锂离子电池的拆解发现：电池外层 是镶嵌包裹的塑料外壳，内芯由铝制金属外壳保护， 其内部为卷式结构，主要由钴酸锂铝箔正极、聚乙烯 隔膜、碳素材料铜箔负极、有机电解液组成，此外还 有部分电路组件。 废弃锂离子电池放电处理后，置于给料斗中，水 流从进水口进入破碎腔。同时， XRD  分析结果也再次证实了废弃锂离子电池经湿法 冲击破碎后，钴酸锂和碳素等物质能有效富集在粒度 低于  0.250  mm  的物料中，而铜箔和铝箔等物质难以 通过破碎进入细粒级中，选择性破碎效果非常显著。 究其原因，主要是废弃锂离子电池回收组分的获取大 都利用手工拆解的方式，效率低，成本高，缺乏有效 的预处理分选手段。破碎手机电池的机器我们以信誉经营，用诚信办事，望能与您建立友好合作关系。 2.2.2  抗拉实验 试样抗拉实验的强度  σ  为  5.07  MPa，应变  ε  为 12.17%，弹性模量  E  为  47.47  MPa，断裂伸长率为 1.27%，其应力−应变曲线如图2 所示。

 1.2.2  破碎及产物分析 在研究废弃锂离子电池的组成结构以及力学性能 的基础上，针对其特点选择适当的破碎设备和破碎方 法对其进行破碎实验，对破碎产物进行分析，考察该 破碎方法的有效性。 1  材料与方法 1.1  实验材料 实验材料为某品牌手机配套的锂离子电池，平均 质量16.85  g，其长×宽×高为55.57  mm×41.36  mm ×6.54 mm，是典型的常见手机锂离子电池。破碎手机电池的机器锂离子电池外壳表现出脆性材料的特征，而整体 保持塑性材料特性。我公司可以派工作人员上门到工厂看货定价，以实事求是、相互信任原则。针对以上特点，选择湿法冲击破碎。从表4 可见：这3 种破碎产物中都主要由Al，Cu，C，Co，O，Ca，Fe 和  Si  等元素组成。