全球共同面临的能源和环境问题已促使各国政府和多方汽车制造企业达成了动力系统电动化的共识。一方面燃油大量消耗引起的能源危机变得日益严重，另一方面汽车尾气排放引起环境污染的程度也越来越严重。从世界各国的战略目标看，发展电动汽车已被普遍确立为保障能源安全和转型低碳经济的重要途径，发展电动汽车是目前世界范围内汽车产业技术发展的共识和主攻方向。动力电池作为电动汽车的能量储存装置，其性能的优劣如安全性、能量密度、功率密度、寿命以及成本直接影响电动汽车的应用。目前锂离子电池作为铅酸电池、镍氢电池的技术及产业升级换代产品，具有质量及体积功率密度高、能量密度高、自放电率低、无记忆效应以及环境友好等优点，因此成为目前研究及产业化的焦点和热点，其应用于混合动力、插电式混合动力以及纯电动汽车。^[1-3]

实际上锂离子电池的寿命仅有三到五年左右，这就意味着，每年都会有大量的废弃锂离子电池。对报废的车用动力锂电池进行回收十分必要和重要，必要在于其环境危害性，重要在于其经济价值性。动力锂电池所含成分比较复杂，电池中含有的重金属元素、六氟磷酸锂、有机碳酸酯、难降解有机溶剂及其分解和水解产物。六氟磷酸锂稳定性较差，易热分解、水解出剧毒气体。重金属在环境中具有累积效应，污染土壤和地下水源并通过生物链最终危害人类健康。同时，废旧电池中的塑料或金属外壳、电解液、电解质盐以及电极废料均具有回收价值，正负极集流体铝箔、铜箔也具有回收价值。对于动力电池进行资源化回收，不但可以减少废旧电池对于环境的污染，带来显著环境效益，还能实现电池中资源组分的充分回收利用，产生巨大经济效益，同时积极响应国家发展循环经济、建设节约型社会的发展战略。^[4-5]

目前回收利用废旧动力锂离子电池主要有两种方式，一是梯次利用：针对电池容量下降到原来70%~80%无法在电动汽车上继续使用的电池，进行梯次利用，可在其他领域作为储能设备继续使用一定时间；二是拆解回收：主要针对电池容量下降到50%以下，该类电池无法继续使用，只能将电池进行拆解并资源化回收利用。由于动力电池涉及到电池包、模组、单体等三个层级，在动力电池梯次利用过程中，对于电池包层级不能整体梯次利用的，可通过拆解成模组或单体，重新配对成组进行梯次利用。因此，不管是梯次利用还是直接拆解回收利用，报废动力电池的拆解技术与工艺显得尤为重要。^[6-11]

报废动力电池来源复杂，型号尺寸规格不一，又涉及到电池包、模组与单体等三个层级结构，因此其拆解工艺较复杂。另外，收集回来的报废动力电池，即使经过梯级回收利用，动力电池中仍然是含有部分剩余电量的，这给车间操作工人及处理环境带来严重的安全问题，严重时将有可能引发爆炸。报废动力电池回收拆解国家标准GB/T 33598-2017《车用动力电池回收利用拆解规范》明确提出拆解企业宜采用机械或自动化拆解方式，减少人工拆解，以提高拆解效率及安全性。国内外相关企业及研究机构针对报废动力电池的机械化自动拆解，进行了有益的研究工作，但总体上来说还处于初级阶段，迫切需要进行工艺开发和技术创新。^[12-15]

本次毕业设计充分查阅文献，了解动力电池的结构、组成及工作原理，并掌握国内外报废动力电池拆解技术与工艺现状，基于此开展某型号报废动力电池的拆解工艺与装备设计，完成相关图纸的绘制，相关研究工作对报废动力电池的回收利用具有一定的价值和意义。

2. 研究的基本内容与方案

（1）结合当前对锂离子电池的结构和使用，广泛了解当前电动汽车动力电池主要使用的锂离子电池的特性；

（2）考量当前锂离子电池的报废情况和环境保护及资源再利用的目标，对锂离子电池的回收再利用提出基本的技术要求；

（3）收集目前各国先进的锂离子电池的回收再利用工艺，分析并提出各种工艺方案的优势及局限性；

（4）着重提取锂离子回收再利用先进工艺方案中的拆解工艺步骤进行全面考量，提出目前工艺方案中已解决的问题和待解决的问题；

（5）整合锂离子电池拆解工艺中达到技术要求的环节，并着重研究面临的挑战和问题，提出还未发展完善的拆解工艺中亟待解决的困难，针对此广泛阅读前沿技术和创新研究，充分发挥想象力和创造力，对已经可以利用前沿技术和创新研究优化的环节进行植入和再创造，对还不能利用前沿技术和创新研究解决的薄弱环节提出前瞻性的设想。