基于磨料水射流车载动力锂电池切割的试验研究.pdf

2  第52卷第12期流 体 机 械2024年12月

doi：10.3969/j.issn.1005 - 0329.2024.12.001

试验研究

基于磨料水射流车载动力锂电池切割的试验研究

李敬彬，李文彬，李帅霖，李根生，黄中伟，李 欢，周博文

（油气资源与工程全国重点试验室 中国石油大学（北京），北京 102249）

摘 要：针对传统电池分解方式存在危险系数高、耗费时间长和环境污染等问题，提出将磨料水射流切割技术应用于车载

动力锂电池分解的方案。开展了磨料水射流切割磷酸铁锂电池的可行性研究试验，探究了磨料水射流切割不同电池位置

的切割速率，以及电池被切割前后的电压变化情况；分析了切割电池产生的物料损失及污染物。试验结果表明，磨料水射

流可在带压条件下，安全高效地切穿电池外壳、连接件、电芯、正负极片、隔膜等电池组件；针对电池不同位置，其切割速率

介于4 ~16 mm/min之间；磷酸铁锂电池的电芯被切割时，电解液流出并与水反应，产生少量腐蚀性液体；切割后，电芯平均

电压下降，但不影响电芯的梯级利用与稀有金属材料回收。研究论证了该切割技术切割锂电池的可行性，同时为潜在的电

池拆解方式提供可选方案，并为推动改进动力电池回收和再资源化的循环利用体系提供理论指导。

关键词：磨料水射流；锂电池；回收；新能源；切割

中图分类号：TH137；TG664；TM912    文献标志码：A   

Studyonabrasivewaterjetcuttingofvehiclepowerlithiumbatteries

LI Jingbin，LI Wenbin，LI Shuailin，LI Gensheng，HUANG Zhongwei，LI Huan，ZHOU Bowen

（State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting，China University of Petroleum（Beijing），Beijing 102249，China）

Abstract：To address the issues of high risk，long processing time，and environmental pollution associated with traditional battery 

decomposition methods，it was proposed to apply abrasive waterjet cutting to disassembly of vehicle power lithium batteries.

Experimental research for feasibility was conducted on cutting lithium iron phosphate batteries with abrasive waterjet to explore the 

cutting speed at different battery locations，and the voltage change of the battery before and after abrasive waterjet cutting；Material 

loss and pollutants generated during cutting were analyzed. The experiments show that the abrasive waterjet can safely and efficiently 

cut through the battery casing，connectors，cells，positive and negative electrode materials，and separators under pressure；The cutting 

speed varies between 4 and 16 mm/min depending on the position of the battery；When the lithium iron phosphate battery cells are 

cut，electrolyte flows ou