CN106025417B - 一种废旧锂离子动力电池碎料分选装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废旧锂离子动力电池碎料分选装置，所述分选装置包括高压水喷头、震动筛网、倾斜式搅拌桨、隔膜外壳碎料出料口、集流体碎料出料口、电极材料出口、电极材料储存罐、集流体输出带、集流体碎料储存罐、隔膜外壳输出带、隔膜外壳碎料储存罐和湿式滚筒。利用该分选装置能够解决废旧锂离子动力电池碎料中各物质材料的分选问题，减少废旧锂离子动力电池对生态环境的危害，提高资源的回收利用率，同时降低锂原料带来的行业成本压力。

Description

一种废旧锂离子动力电池碎料分选装置

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池技术领域，尤其涉及一种废旧锂离子动力电池碎料分选装置。

背景技术

目前，随着碳酸锂价格的继续上涨以及新能源动力电池的陆续退役，回收动力电池材料刻不容缓，不仅能解决锂原料价格持续上涨带来的成本压力，同时能够减少环境压力实现经济可持续发展的总体要求。

现有技术中，废旧锂离子动力电池材料回收首先需要将废旧动力电池拆解破碎，经拆解破碎后的电池电芯将变成颗粒较小的碎料，对于碎料的分选是动力电池材料回收的主要难题之一，因此开发满足锂离子动力电池碎料分选的设备势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种废旧锂离子动力电池碎料分选装置，利用该分选装置能够解决废旧锂离子动力电池碎料中各物质材料的分选问题，减少废旧锂离子动力电池对生态环境的危害，提高资源的回收利用率。

一种废旧锂离子动力电池碎料分选装置，所述分选装置包括高压水喷头、震动筛网、倾斜式搅拌桨、隔膜外壳碎料出料口、集流体碎料出料口、电极材料出口、电极材料储存罐、集流体输出带、集流体碎料储存罐、隔膜外壳输出带、隔膜外壳碎料储存罐和湿式滚筒，其中：

废旧锂离子动力电池电芯破碎后得到的碎料进入湿式滚筒，在所述湿式滚筒内根据比重不同在水力作用下完成碎料分选，分别分选出集流体、隔膜和塑料外壳；

所述湿式滚筒的两侧分别设置有隔膜外壳碎料出料口和集流体碎料出料口，分选出的隔膜和塑料外壳由所述隔膜外壳碎料出料口进入到隔膜外壳输出带中，并经过所述隔膜外壳输出带的传送后进入到隔膜外壳碎料储存罐中；分选出的集流体由所述集流体碎料出料口进入到集流体输出带中，并经过所述集流体输出带的传送后进入到集流体碎料储存罐中；

所述湿式滚筒的下方设置有电极材料出口，在水力作用下小颗粒电池电极材料将从所述电极材料出口流出，并进入位于湿式滚筒下方的电极材料储存罐中；

在所述湿式滚筒内部设置有震动筛网，该震动筛网能强力震动，且该震动筛网的网孔直径控制在50mm以下；

在所述湿式滚筒的轴向设有出水管，共计6根出水管，均匀分布在所述湿式滚筒的上方、下方、左侧或右侧，在所述出水管下方均设置有高压水喷头，利用所述高压水喷头清洗所述碎料上的电池电极材料以及进行材料分选；

在所述湿式滚筒中轴杆上分布有多组倾斜式搅拌桨，每组倾斜式搅拌桨之间均匀的固定在中轴杆上。

所述湿式滚筒的直径为1.5-1.8m，其长度为2-3m。

所述倾斜式搅拌桨的形状为柳叶状，厚度为0.1-0.3cm，长度为0.4-0.5cm。

所述倾斜式搅拌桨的转速为30-50r/min；

且所述倾斜式搅拌桨与中轴线之间存在20-30°的夹角。

所述高压水喷头有20-30个，且所述高压水喷头能自由旋转。

所述电极材料储存罐还连接于压滤设备，小颗粒电池电极材料进入所述电极材料储存罐后，再经过所述压滤设备脱水处理后得到含水量≤5％的滤饼。

所述电极材料储存罐内部设有桨式搅拌器，所述桨式搅拌器持续旋转使小颗粒电池电极材料中的细料始终保持悬浮态。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，利用该分选装置能够解决废旧锂离子动力电池碎料中各物质材料的分选问题，减少废旧锂离子动力电池对生态环境的危害，提高资源的回收利用率，同时降低锂原料带来的行业成本压力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例所提供废旧锂离子动力电池碎料分选装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供废旧锂离子动力电池碎料分选装置的结构示意图，所述分选装置包括高压水喷头1、震动筛网2、倾斜式搅拌桨3、隔膜外壳碎料出料口4、集流体碎料出料口5、电极材料出口6、电极材料储存罐7、集流体输出带8、集流体碎料储存罐9、隔膜外壳输出带10、隔膜外壳碎料储存罐11、湿式滚筒12，其中各部分的连接和工作关系具体为：

废旧锂离子动力电池电芯破碎后得到的碎料进入湿式滚筒12，在所述湿式滚筒12内根据比重不同在水力作用下完成碎料分选，分别分选出集流体、隔膜和塑料外壳；具体实现中，该湿式滚筒的直径为1.5-1.8m，其长度为2-3m。

所述湿式滚筒12的两侧分别设置有隔膜外壳碎料出料口4和集流体碎料出料口5，分选出的隔膜和塑料外壳由所述隔膜外壳碎料出料口4进入到隔膜外壳输出带10中，并经过所述隔膜外壳输出带10的传送后进入到隔膜外壳碎料储存罐11中；分选出的集流体由所述集流体碎料出料口5进入到集流体输出带8中，并经过所述集流体输出带8的传送后进入到集流体碎料储存罐9中；

所述湿式滚筒12的下方设置有电极材料出口6，在水力作用下小颗粒电池电极材料将从所述电极材料出口6流出，并进入位于湿式滚筒12下方的电极材料储存罐7中；

在所述湿式滚筒12内部设置有震动筛网2，该震动筛网2能强力震动，且该震动筛网2的网孔直径控制在50mm以下，可有效地控制集流体以及隔膜外壳的通过；

在所述湿式滚筒12的轴向设有出水管，共计6根出水管，均匀分布在所述湿式滚筒12的上方、下方、左侧或右侧，在所述出水管下方均设置有高压水喷头1，利用所述高压水喷头1清洗所述碎料上的电池电极材料以及进行材料分选；具体实现中，该高压水喷头有20-30个，且所述高压水喷头能自由旋转，以保证碎料的冲洗效果。

在所述湿式滚筒12中轴杆上分布有多组倾斜式搅拌桨3，每组倾斜式搅拌桨之间均匀的固定在中轴杆上。具体实现中，该倾斜式搅拌桨的形状为柳叶状，厚度为0.1-0.3cm，长度为0.4-0.5cm；进一步的，该倾斜式搅拌桨的转速为30-50r/min，且所述倾斜式搅拌桨与中轴线之间存在20-30°的夹角。该倾斜式搅拌桨的设计有助于推动隔膜外壳以及集流体由碎料出口排出。

另外，上述电极材料储存罐7还可连接于压滤设备，小颗粒电池电极材料进入所述电极材料储存罐7后，再经过所述压滤设备脱水处理后得到含水量≤5％的滤饼。同时压滤设备脱水过程中所得到的水可以输入到出水管中，实现水的循环利用，达到节约水资源的目的。

在所述电极材料储存罐7内部还可设有桨式搅拌器，所述桨式搅拌器持续旋转使小颗粒电池电极材料中的细料始终保持悬浮态，以方便后续工序中将细料泵入压滤设备进行脱水处理。

具体实现中，上述分选装置的具体工作过程为：

首先废旧新能源锂离子动力电池电芯经过破碎成较小颗粒，称为电芯碎料，破碎后有利于集流体(铜、铝)、细料(电池电极材料)、粗料(隔膜、外壳等杂质)的分选；

分选出的细料为电池电极材料水溶液，经过压滤设备脱水处理后得到滤饼，得到的滤饼直接进行萃取，得到相应的锂化合物，以及镍锰钴等金属化合物，实现锂资源的回收再用以及镍锰钴的收集处理；

再根据水重力作用分选出的集流体和隔膜外壳，正负极片集流体通过酸溶碱沉进行分离；隔膜外壳通过水力作用分选出来，同时隔膜和外壳又可以分为轻质碎料和重质碎料，在水力的作用下逐次分选出来。

综上所述，本发明实施例所提供的废旧锂离子动力电池碎料分选装置具有如下优点：

1)能够解决废旧锂离子动力电池碎料中各物质材料的分选问题；

2)能够解决动力电池隔膜外壳、集流体和电极材料的自动分选问题；

3)利用内部设置的倾斜式搅拌桨，不仅能够使得集流体以及隔膜外壳上的电极材料清洗干净，得到充分清洗，同时倾斜式搅拌桨也具有助推作用，将集流体以及隔膜外壳从滚筒进料端推至出料口，实现碎料的分选以及出料工作；

4)能够实现水的循环利用，达到节约水资源的目的；

5)能够提高废旧锂离子动力电池的破碎分选效率和资源回收利用率，而且减少了环境污染，降低了人力成本；

6)自动化控制更加全面，整个生产运行只需3～5人，大大降低了工人的劳动强度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种废旧锂离子动力电池碎料分选装置，其特征在于，所述分选装置包括高压水喷头、震动筛网、倾斜式搅拌桨、隔膜外壳碎料出料口、集流体碎料出料口、电极材料出口、电极材料储存罐、集流体输出带、集流体碎料储存罐、隔膜外壳输出带、隔膜外壳碎料储存罐和湿式滚筒，其中：

废旧锂离子动力电池电芯破碎后得到的碎料进入所述湿式滚筒，在所述湿式滚筒内根据比重不同在水力作用下完成碎料分选，分别分选出集流体、隔膜和塑料外壳；

所述湿式滚筒的两侧分别设置有隔膜外壳碎料出料口和集流体碎料出料口，分选出的隔膜和塑料外壳由所述隔膜外壳碎料出料口进入到隔膜外壳输出带中，并经过所述隔膜外壳输出带的传送后进入到隔膜外壳碎料储存罐中；分选出的集流体由所述集流体碎料出料口进入到集流体输出带中，并经过所述集流体输出带的传送后进入到集流体碎料储存罐中；

所述湿式滚筒的下方设置有电极材料出口，在水力作用下小颗粒电池电极材料将从所述电极材料出口流出，并进入位于湿式滚筒下方的电极材料储存罐中；

在所述湿式滚筒内部设置有震动筛网，该震动筛网能强力震动，且该震动筛网的网孔直径控制在50mm以下；

在所述湿式滚筒的轴向设有出水管，共计6根出水管，均匀分布在所述湿式滚筒的上方、下方、左侧或右侧，在所述出水管下方均设置有高压水喷头，利用所述高压水喷头清洗所述碎料上的电池电极材料以及进行材料分选；

在所述湿式滚筒中轴杆上分布有多组倾斜式搅拌桨，每组倾斜式搅拌桨之间均匀的固定在中轴杆上；其中，所述倾斜式搅拌桨的形状为柳叶状，厚度为0.1-0.3cm，长度为0.4-0.5cm；所述倾斜式搅拌桨的转速为30-50r/min；且所述倾斜式搅拌桨与中轴线之间存在20-30°的夹角。

2.根据权利要求1所述废旧锂离子动力电池碎料分选装置，其特征在于，

所述湿式滚筒的直径为1.5-1.8m，其长度为2-3m。

3.根据权利要求1所述废旧锂离子动力电池碎料分选装置，其特征在于，

所述高压水喷头有20-30个，且所述高压水喷头能自由旋转。

4.根据权利要求1所述废旧锂离子动力电池碎料分选装置，其特征在于，

所述电极材料储存罐还连接于压滤设备，小颗粒电池电极材料进入所述电极材料储存罐后，再经过所述压滤设备脱水处理后得到含水量≤5％的滤饼。

5.根据权利要求1所述废旧锂离子动力电池碎料分选装置，其特征在于，

所述电极材料储存罐内部设有桨式搅拌器，所述桨式搅拌器持续旋转使小颗粒电池电极材料中的细料始终保持悬浮态。