CN106159368B - 一种用于锂离子电池正、负极材料的回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于锂离子电池正、负极材料的回收装置，包括分离搅拌器和储液池，所述分离搅拌器包括筒体，所述筒体上分别开设有入料口、出料口和回料口，所述筒体的筒壁内侧设有超声振动器、筒壁外部套设有加热器；所述筒体的顶端设有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴与设于筒体内部中心位置的中心轴连接；所述中心轴上固设有框形搅拌器；所述分离搅拌器的出料口通过过滤装置和储液池连接，所述储液池的出液端通过输液管与分离搅拌器的回料口连接。本装置操作方便、自动化程度高，可达到分离正、负极材料速度快、效果好的目的；过滤装置采用多层过滤结构，溶剂经过滤后可直接循环使用，经济环保，适用于工业化生产中。
Description
技术领域
本发明属于电池回收处理技术领域，具体涉及一种用于锂离子电池正、负极材料的回收装置。
背景技术
锂离子电池具有能量密度高、质量轻、放电电压平稳、循环寿命长且无记忆效应等优点，已逐步走向市场，并大量应用于现代电子设备、储备电源、电动汽车等领域。随着电动汽车市场的不断发展，锂离子电池的需求量也会不断增大，尤其在我国锂离子电池的发展更为迅速。据有关报道，几年以后我国将每年有成千上万吨的锂电池报废，如果不对其进行处理，将会造成较大的环境污染。如何有效回收锂电池材料是一个急需解决的问题。
目前比较成熟的回收技术一般是先进行失效模组的拆解，将模组拆解成单体后进行放电处理，然后进行壳体、内芯、盖板之间的分离，其次进行卷芯内隔膜与阴阳极片的分离，最后再分别对阴极片、阳极片进行处理得到有价值的资源。其中为便于阴极材料或阳极材料后续的处理回收，同时也为了对金属集流体的回收。由于正、负极片都是通过机粘结剂将活性物质粘附在金属集流体上的，目前一般的回收技术都会首先将集流体与阴阳极材料分开，这种处理方式既易于后续对阴阳极材料进行提纯回收，又可实现对箔材金属较便捷的回收。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于锂离子电池正、负极材料的回收装置。
一种用于锂离子电池正、负极材料的回收装置，包括分离搅拌器和储液池，所述分离搅拌器包括筒体，所述筒体上分别开设有入料口、出料口和回料口，所述筒体的筒壁内侧设有超声振动器、筒壁外部套设有加热器；所述筒体的顶端设有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴与设于筒体内部中心位置的中心轴连接；所述中心轴上固设有框形搅拌器；所述分离搅拌器的出料口通过过滤装置和储液池连接，所述储液池的出液端通过输液管与分离搅拌器的回料口连接。
进一步方案，所述过滤装置与储液池之间设有真空泵。
进一步方案，所述过滤装置包括分别与分离搅拌器、真空泵连通的壳体，所述壳体中部按出水方向依次设有粗网层、PP棉层、活性炭层和纳滤层，位于粗网层进水端的壳体底端设有带盖的出渣口。
进一步方案，所述框形搅拌器的内壁上固设有折角挡板，所述中心轴的底端固设有乳化头。
进一步方案，所述出料口上设有出料阀，所述储液池的出口设有出液阀。
进一步方案，所述分离搅拌器的筒体架设在升降台上，通过升降电机驱动分离搅拌器沿升降台进行升降运动。
进一步方案，还包括控制系统，所述控制系统的输出端分别与超声振动器、加热器、搅拌电机连接，实现自动振动、加热和搅拌的目的。
本发明中框形搅拌器的内壁上设有折角挡板，从而在搅拌过程中使溶液形成漩涡，搅拌更加充分；另外，设有乳化头提高了剪切效率，从而形成强烈的机械及液力剪切、液层摩擦、撞击撕裂，使物料能够充分分散。
本发明的过滤装置是由粗网层、PP棉层、活性炭层和纳滤层这四层结构组成，使溶液经过本过滤装置过滤后，过滤出的溶液更纯净，达到更好的循环再使用。其中粗网层用于阻挡片状的极片，PP棉层用于阻挡大尺寸颗粒物，活性炭层用于吸附溶液中的异味，纳滤层可过滤纳米级别的颗粒物。
由于分离搅拌器工作时，其内部的超声振动器和框形搅拌器会发出较大的震动，从而会造成工作台发生晃动，而影响其他部件如真空右泵的性能。所以本发明通过升降电机驱动分离搅拌器沿升降台进行升降运动，即分离搅拌器在工作时将其升起脱离工作台，而当其工作结束时又降到工作台上进行加料、放料操作。
本发明利用加热浸泡后的极片中活性材料和集流体之间的粘附性变差，在搅拌、振动过程中能够彻底的分离，并利用过滤装置的多层过滤，可分别收集活性材料和集流体。另外，本发明中溶剂的是循环利用的，减少分离过程中废液的产生。
本装置操作方便，装置自动化程度高，分离搅拌器是由超声振动器、加热器和搅拌器组成，可达到分离正、负极材料速度快、效果好的目的；过滤装置采用多层过滤结构，溶剂经过滤后可直接循环使用，经济环保，适用于工业化生产中。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明中的分离搅拌器的结构示意图。
图中：1-控制系统，2-升降电机，3-分离搅拌器，3.1-入料口，3.2-搅拌电机，3.3-回料口，3.4-筒体，3.5-框形搅拌器，3.6-折角挡板，3.7-加热器，3.8-出料阀，3.9-出料口，3.10-乳化头，3.11-中心轴，3.12-超声振动器；4-过滤装置，4.1-出渣口，4.2-粗网层，4.3-PP棉层，4.4-活性炭层，4.5-纳滤层；5-真空泵，6-储液池，7-出液阀，8-输液管，9-升降台。
具体实施方式
如图1所示，一种用于锂离子电池正、负极材料的回收装置，包括分离搅拌器3和储液池6，如图2所示，分离搅拌器3包括筒体3.4，所述筒体3.4上分别开设有入料口3.1、出料口3.9和回料口3.3，所述筒体3.4的筒壁内侧设有超声振动器3.12、筒壁外部套设有加热器3.7；所述筒体3.4的顶端设有搅拌电机3.2，所述搅拌电机3.2的输出轴与设于筒体3.4内部中心位置的中心轴3.11连接；所述中心轴3.11上固设有框形搅拌器3.5；所述分离搅拌器3的出料口3.9通过过滤装置4和储液池6连接，所述储液池6的出液端通过输液管8与分离搅拌器3的回料口3.3连接。
进一步方案，所述过滤装置4与储液池6之间设有真空泵5。
进一步方案，所述过滤装置4包括分别与分离搅拌器3、真空泵5连通的壳体，所述壳体中部按出水方向依次设有粗网层4.2、PP棉层4.3、活性炭层4.4和纳滤层4.5，位于粗网层4.2进水端的壳体底端设有带盖的出渣口4.1。
进一步方案，所述框形搅拌器3.5的内壁上固设有折角挡板3.6，所述中心轴3.11的底端固设有乳化头3.10。
进一步方案，所述出料口3.9上设有出料阀3.8，所述储液池6的出口设有出液阀7。
进一步方案，所述分离搅拌器3的筒体3.4架设在升降台9上，通过升降电机2驱动分离搅拌器3沿升降台9进行升降运动。
进一步方案，还包括控制系统1，所述控制系统1的输出端分别与超声振动器3.12、加热器3.7、搅拌电机3.2连接，实现自动振动、加热和搅拌的目的。
其工作过程为：
先将锂电池放电、切割拆解后的正、负极片进行机械粉碎，打开入料口3.1，向分离搅拌器3中倒入一定量的溶剂酸、碱或醇，然后再分别倒入正、负极碎片，由控制系统1开启超声振动器3.12和加热器3.7进行工作一段时间，待混合物加热到达到所设定的温度，再启动升降电机2使分离搅拌器3沿升降台9上升到其顶端，避免其工作时产生震动而影响其他部件的性能。再开启搅拌电机3.2，使其带动外框搅拌器3.5进行搅拌工作，同时折角挡板3.6和乳化头3.10使混合物料混合、分散的更均匀。搅拌结束后，正、负极材料分别从正、负极集流体上脱离出来。然后停止分离搅拌器3，并使其下降到原位后，打开分离搅拌器3底端的出料口3.9处的出料阀3.8，分离的正、负极材料和正、负极集流体碎片随溶剂一起流入过滤装置4，启动真空泵5，在真空泵5的作用下，溶剂依次穿过粗网层4.2、PP棉层4.3、活性炭层4.4和纳滤层4.5后流入储液池6中，而正、负极集流体碎片则被粗网层4.2挡住，打开出渣口4.1后将正、负极集流体碎片排出进行收集，而正、负极材料中大颗粒则被挡在粗网层4.2、PP棉层4.3之间，而纳米级颗粒被挡在了活性炭层4.4和纳滤层4.5之间，结束后可进行分别回收。储液池6中的溶剂可通过打开出液阀7将其经输液管8再次导入分离搅拌器3中进行重复利用。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于锂离子电池正、负极材料的回收装置，其特征在于：包括分离搅拌器（3）和储液池（6），所述分离搅拌器（3）包括筒体（3.4），所述筒体（3.4）上分别开设有入料口（3.1）、出料口（3.9）和回料口（3.3），所述筒体（3.4）的筒壁内侧设有超声振动器（3.12）、筒壁外部套设有加热器（3.7）；所述筒体（3.4）的顶端设有搅拌电机（3.2），所述搅拌电机（3.2）的输出轴与设于筒体（3.4）内部中心位置的中心轴（3.11）连接；所述中心轴（3.11）上固设有框形搅拌器（3.5）；所述分离搅拌器（3）的出料口（3.9）通过过滤装置（4）和储液池（6）连接，所述储液池（6）的出液端通过输液管（8）与分离搅拌器（3）的回料口（3.3）连接；所述过滤装置（4）包括分别与分离搅拌器（3）、真空泵（5）连通的壳体，所述壳体中部按出水方向依次设有粗网层（4.2）、PP棉层（4.3）、活性炭层（4.4）和纳滤层（4.5），位于粗网层（4.2）进水端的壳体底端设有带盖的出渣口（4.1）；所述框形搅拌器（3.5）的内壁上固设有折角挡板（3.6），所述中心轴（3.11）的底端固设有乳化头（3.10）；所述分离搅拌器（3）的筒体（3.4）架设在升降台（9）上，通过升降电机（2）驱动分离搅拌器（3）沿升降台（9）进行升降运动。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池正、负极材料的回收装置，其特征在于：所述过滤装置（4）与储液池（6）之间设有真空泵（5）。
3.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池正、负极材料的回收装置，其特征在于：所述出料口（3.9）上设有出料阀（3.8），所述储液池（6）的出口设有出液阀（7）。
4.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池正、负极材料的回收装置，其特征在于：还包括控制系统（1），所述控制系统（1）的输出端分别与超声振动器（3.12）、加热器（3.7）、搅拌电机（3.2）连接，实现自动振动、加热和搅拌的目的。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |