CN108091957B - 一种动力锂离子电池拆解分离流水线装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力锂离子电池拆解分离流水线装置，属于电池回收技术领域。本装置包括固定升降装置、拆解室、分解台、切割室、浸泡室和粉体分离装置，依次通过第一传送带、第二传送带、第三传送带、第四传送带和浸泡传送装置相连。该装置可以连续的完成电池堆的分解、电池组的拆分、电池的破碎以及正负极材料的分离工作，装置应用于电池回收工厂流水线，设计紧凑，效率较高，适合应用推广。

Description

一种动力锂离子电池拆解分离流水线装置

技术领域

本发明涉及一种动力锂离子电池拆解分离流水线装置，属于电池回收技术领域。

背景技术

近几年来锂离子电池用量急速增加，尽管锂离子电池被视为绿色电源，废旧锂离子电池大体上也并不归类于危险性废弃物，但由于其本身含有易燃和有毒的元素或有机物，若采用简单掩埋的方法处理，必将对生态环境造成危害。同时锂离子电池中含有多种有回收价值的贵金属，如钴、锰、锂等。因此，回收处理废旧锂离子电池既具有较大的经济价值，还有益于保护生态环境。目前，锂离子电池资源化利用与无害化处理已成为国内外关注的热点，由于锂离子电池结构，使得在回收过程在分离集流体(铜箔和铝箔)和正负极材料过程繁琐，尤其是规模化的流水线处理难度更大，一般的处理方式(电池粉碎成颗粒)会相互带入使得分离难度加大，火烧或者酸浸泡等方法无形中增加成本和难度。因此设计合理的电池粉体分离流水线对锂电池的回收工业至关重要。

发明内容

本发明的目的是提出一种动力锂离子电池拆解分离流水线装置，改变已有动力锂离子电池的拆解分离技术，以克服已有技术的局限性，将其应用于电池回收工厂流水线，并使拆解分离的结构设计紧凑，工作效率较高，适合于应用推广。

本发明提出的动力锂离子电池拆解分离流水线装置，固定升降装置、拆解室、分解台、切割室、浸泡室和粉体分离装置；所述的固定升降装置、拆解室、分解台、切割室、浸泡室和粉体分离装置依次通过第一传送带、第二传送带、第三传送带、第四传送带和浸泡传送装置相连，第一传送带和第二传送带分别由支撑骨架支撑；

所述的固定升降装置的包括外框架11和升降台13，外框架11的内侧设有上下滑道12，升降台沿上下滑道12上下升降，升降台13上开有第一纵向滑道14，电池夹具15在升降台13的第一纵向滑道14上滑行，所述的电池夹具15的结构如图3所示，在夹具底座16上开有夹具滑道17，夹具挡板18可以在夹具滑道17上左右前后滑动，夹具挡板18上设有挡板伸缩条19，通过夹具挡18和挡板伸缩条19紧固待拆解的动力锂离子电池堆；

所述的第一传送带和第二传送带的结构为一支撑骨架21，支撑骨架上开有与升降台13上的第一纵向滑道14相连接的第二纵向滑道22，使电池夹具15在第一传送带和第二传送带上面滑动，推进待拆解的动力锂离子电池堆；

所述的拆解室3的结构为一拆解箱体31，拆解箱体31的前后两面的内侧各设有第三纵向滑道32，使第三横向滑道33上下滑动，在第三横向滑道33上安装有切割头34，第三横向滑道33前后两面内侧上的切割头34通过电池夹具15的横向和纵向滑动实现整个面上的移动，拆解箱体31的上方为第一通风装置35，第一通风装置上方装有第一过滤器36，以达到净化气体的目的，拆解箱体31上方的左右两侧设有第一升降板37，保证拆解室3的密封，拆解箱体31下方设有回收箱38，回收切割产生的碎屑；

所述第二传送带4的结构为，在支撑骨架21上开有与第一传送带2相同的第二纵向滑道22，使电池夹具15在上面滑动，推进拆解后的动力锂离子电池堆至分解台5，同时在支撑骨架21上设有第一传送皮带41，拆解后的动力锂离子电池组44被分散传送到分解台5，分解台5的结构为，在第一传送带4上架设一个分解台保护罩43，分解台保护罩43通过分解台固定架42固定在支撑骨架21上，在分解台保护罩43前后两侧开设有第一纵向槽45，在第一纵向槽45中安装有绝缘刀具46，通过传动装置47使绝缘刀具46在第一纵向槽45中上下滑动，当电池组44运行至绝缘刀具46下方时，根据电池之间的缝隙实施动力锂离子电池组44的切割分解，将拆解后的动力锂离子电池组44拆分成单电池48；

所述的第三传送带6包括底座61、第二传送皮带62、分流条63、分拨器64，使拆解后的动力锂离子电池的单电池47整齐有序地被传送至切割室7中；

所述的切割室7的结构如图7所示，包括切割箱体71、切割器72、第二通风装置73、第二升降板74和回收槽75，切割箱体71起到支撑、防爆和防火作用，第二通风装置73置于切割箱体71的上部，在第二通风装置上方装有第二过滤器76，以达到净化排放气体的目的，切割器72置于切割箱体71内部，回收槽75置于切割箱体71的底部，回收切割时产生的碎屑，第二升降板74是保证切割箱体71的密封性；

所述的切割器72的底端为刀具底板721，刀具底板721通过四根粗滑轨722和四根细滑轨723与切割器72顶端的上端板724连接构成框架，在刀具底板721上方安置有横向刀具座725，横向刀具座725通过粗滑轨722上、下滑动，在横向刀具座725上并排放置向下的横向刀刃726，刀具底板721上开设有横向镂空孔道727，横向刀刃726插入刀具底板721上的横向镂空孔道727中，实现横向切割；在横向刀具座725的上方安置有纵向刀具座728，纵向刀具座728通过细滑轨723上、下滑动，在纵向刀具座728上并排放置有向下的纵向刀刃729，同时在横向刀具座725和横向刀刃726上开有纵向槽730，纵向刀刃729插入横向刀具上的第二纵向槽730中，通过两个刀具的同时下降至纵向刀刃729最后插入刀具底板721上开设的相对应的第三纵向凹槽731中，实现单电池的横纵同时切割；

所述的第四传送带8包括第四传送带框架81和第三传送皮带82，第三传送皮带82上开有条状凹槽83，将分解后的电池碎屑集中传送至浸泡传送装置9中；

所述浸泡传送装置9包括浸泡传送装置骨架91和浸泡箱92，在浸泡传送装置骨架91上设有浸泡箱传送带93，浸泡箱92放置在浸泡箱传送带93上开设的方形槽94中，浸泡箱92收集第三传送皮带82的凹槽中的电池分解碎屑进行浸泡，浸泡箱92中的电池分解碎屑通过浸泡箱传送带93送至导流槽95中，导流槽94将浸泡过的电池分解碎屑连同浸泡液一同注入粉体分离装置10中；

所述的粉体分离装置10包括用于稳固粉体分离装置的固定架101，在固定架101内部固定有分离器外壳102，分离器外壳102内部设有环状分离筛板103，环状分离筛板103上开有导流小孔105，电池分解碎屑连同浸泡液注入分离内腔104后，在分离器外壳102中装满液体，使电池分解碎屑一直浸泡在液体之下，在分离筛板103上开设有直径为Φ1～5的导流小孔105，保证液体向分离内腔104的流通，电池分解碎屑在分离内腔104内，分离内腔104的安装有第一搅拌桨106，安装在底板上的第一搅拌桨106缓慢搅动，使得电池分解碎屑中的粉体颗粒通过分离内腔104上环状分离筛板103上的导流小孔105和底板上开设的直径为1～5mm的粗环形孔洞107缓慢沉降至分离内腔104下方的二次分离室108中，二次分离室108内设有第二搅拌桨109，二次分离室108底板上设有宽度为0.2～1mm环形窄缝110，经过第二搅拌桨109的缓慢搅动，使得更加细小的粉体颗粒通过二次分离室108底板上的环形窄缝110降至沉降室111中，当沉降粉体积累到一定数量后，将二次分离室108与沉降室111隔开，将沉降室111中的粉体及液体放入过滤室112中，经过多次过滤、洗涤后，废液在废液槽113中收集，粉体在过滤室112根据需求烘干或高温焚烧后进行金属回收。

本发明提出的一种动力锂离子电池拆解分离流水线装置，其优点如下：

本发明的动力锂离子电池拆解分离流水线装该装置，包括固定升降装置、拆解室、分解台、切割室、浸泡室和粉体分离装置，依次通过第一传送带、第二传送带、第三传送带、第四传送带和浸泡传送装置相连。该装置可以连续的完成电池堆的分解、电池组的拆分、电池的破碎以及正负极材料的分离工作，装置应用于电池回收工厂流水线，设计紧凑，效率较高，适合应用推广。

附图说明

图1是本发明提出的动力锂离子电池拆解分离流水线装置外观示意图；

图2是本发明提出的动力锂离子电池拆解分离流水线装置中固定升降装置示意图；

图3是本发明提出的图2固定升降装置中的电池夹具示意图；

图4是本发明提出的动力锂离子电池拆解分离流水线装置中拆解室示意图；

图5是本发明提出的流水线装置中第二传送带和分解台示意图；

图6是本发明提出的动力锂离子电池拆解分离流水线装置中第三传送带示意图；

图7是本发明提出的动力锂离子电池拆解分离流水线装置中切割室示意图；

图8是本发明提出的图6切割室中的切割器示意图；

图9是本发明提出的动力锂离子电池拆解分离流水线装置中第四传送带示意图；

图10是本发明提出的动力锂离子电池拆解分离流水线装置中浸泡传送装置示意图；

图11是本发明提出的动力锂离子电池拆解分离流水线装置中粉体分离装置剖切图；

图12是本发明提出的图11粉体分离装置中的分离器外壳内部的局部放大图；

图13是本发明提出的图11粉体分离装置中的二次分离室局部放大图；

图1-图13中，1为固定升降装置，2为第一传送带，3为拆解室，4为第二传送带，5为分解台，6为第三传送带，7为切割室，8为第四传送带，9为浸泡传送装置，10为粉体分离装置，21为支撑骨架，22为第二纵向滑道，11为外框架，12为上下滑道，13为升降台，14为第一纵向滑道，15为电池夹具，16为夹具底座，17为夹具滑道，18为夹具挡板，19为挡板伸缩条，31为拆解箱体，32为第三纵向滑道，33为第三横向滑道，34为切割头，35为第一通风装置，36为第一过滤器，37为第一升降板，38为回收箱，41为第一传送皮带，42为分解台固定架，43为分解台保护罩，44为电池组，45为第一纵向槽，46为绝缘刀具，47为传动装置，48为单电池，61为第三传送带底座，62为第二传送皮带，63为分流条，64为分拨器，71为切割箱体，72为切割器，73为第二通风装置，74为第二升降板，75为回收槽，76为第二过滤器，721为刀具底板，722为粗滑轨，723为细滑轨，724为上端板，725为横向刀具座，726为横向刀刃，727为横向镂空孔道，728为纵向刀具座，729为纵向刀刃，730为第二纵向槽，731为第三纵向槽，81为第四传送带框架，82为第三传送皮带，83为条状凹槽，91为浸泡传送装置骨架，92为浸泡箱，93为浸泡箱传送带，94为方形槽，95为导流槽，101为固定架，102为分离器外壳，103为环状分离筛板，104为分离内腔，105为导流小孔，106为第一搅拌桨，107为粗环形孔洞，108为二次分离室，109为第二搅拌桨，110为环形窄缝，111为沉降室，112为过滤室，113为废液槽。

具体实施方式

本发明提出的动力锂离子电池拆解分离流水线装置，其结构如图1所示，该装置包括固定升降装置1、拆解室3、分解台5、切割室7、浸泡传递装置9和粉体分离装置10。固定升降装置1、拆解室3、分解台5、切割室7、浸泡传递装置9和粉体分离装置10依次通过第一传送带2、第二传送带4、第三传送带6、第四传送带8和浸泡传送装置9相连，第一传送带2和第二传送带4分别由支撑骨架21支撑。

所述的固定升降装置的结构如图2所示，包括外框架11和升降台13，外框架11的内侧设有上下滑道12，升降台沿上下滑道12上下升降，升降台13上开有第一纵向滑道14，电池夹具15在升降台13的第一纵向滑道14上滑行，所述的电池夹具15的结构如图3所示，在夹具底座16上开有夹具滑道17，夹具挡板18可以在夹具滑道17上左右前后滑动，夹具挡板18上设有挡板伸缩条19，通过夹具挡18和挡板伸缩条19紧固待拆解的动力锂离子电池堆；

所述的第一传送带和第二传送带的结构如图1所示，为一支撑骨架21，支撑骨架上开有与升降台13上的第一纵向滑道14相连接的第二纵向滑道22，使电池夹具15在第一传送带和第二传送带上面滑动，推进待拆解的动力锂离子电池堆；

所述的拆解室3的结构如图4所示，为一拆解箱体31，拆解箱体31的前后两面的内侧各设有第三纵向滑道32，使第三横向滑道33上下滑动，在第三横向滑道33上安装有切割头34，第三横向滑道33前后两面内侧上的切割头34通过电池夹具15的横向和纵向滑动实现整个面上的移动，切割头的切割方式包括铣刀切割、激光切割或高压水切割等。拆解箱体31的上方为第一通风装置35，第一通风装置上方装有第一过滤器36，以达到净化气体的目的，拆解箱体31上方的左右两侧设有第一升降板37，保证拆解室3的密封，拆解箱体31下方设有回收箱38，回收切割产生的碎屑；

所述第二传送带4的结构如图5中所示，在支撑骨架21上开有与第一传送带2相同的第二纵向滑道22，使电池夹具15在上面滑动，推进拆解后的动力锂离子电池堆至分解台5，同时在支撑骨架21上设有第一传送皮带41，拆解后的动力锂离子电池组44被分散传送到分解台5，分解台5的结构也如图5所示，在第一传送带4上架设一个分解台保护罩43，分解台保护罩43通过分解台固定架42固定在支撑骨架21上，在分解台保护罩43前后两侧开设有第一纵向槽45，在第一纵向槽45中安装有绝缘刀具46，通过传动装置47使绝缘刀具46在第一纵向槽45中上下滑动，当电池组44运行至绝缘刀具46下方时，根据电池之间的缝隙实施动力锂离子电池组44的切割分解，所述的绝缘刀具45包括可以为陶瓷剪刀、陶瓷切割刀、陶瓷钳等带有绝缘特性的切割用具。将拆解后的动力锂离子电池组44拆分成单电池48；

所述的第三传送带6的结构如图6所示，包括底座61、第二传送皮带62、分流条63、分拨器64，使拆解后的动力锂离子电池的单电池47整齐有序地被传送至切割室7中；

所述的切割室7的结构如图7所示，包括切割箱体71、切割器72、第二通风装置73、第二升降板74和回收槽75，切割箱体71起到支撑、防爆和防火作用，第二通风装置73置于切割箱体71的上部，在第二通风装置上方装有第二过滤器76，以达到净化排放气体的目的，切割器72置于切割箱体71内部，回收槽75置于切割箱体71的底部，回收切割时产生的碎屑，第二升降板74是保证切割箱体71的密封性；

所述的切割器72的结构如图8所示，底端为刀具底板721，刀具底板721通过四根粗滑轨722和四根细滑轨723与切割器72顶端的上端板724连接构成框架，在刀具底板721上方安置有横向刀具座725，横向刀具座725通过粗滑轨722上、下滑动，在横向刀具座725上并排放置向下的横向刀刃726，刀具底板721上开设有横向镂空孔道727，横向刀刃726插入刀具底板721上的横向镂空孔道727中，实现横向切割；在横向刀具座725的上方安置有纵向刀具座728，纵向刀具座728通过细滑轨723上、下滑动，在纵向刀具座728上并排放置有向下的纵向刀刃729，同时在横向刀具座725和横向刀刃726上开有纵向槽730，纵向刀刃729插入横向刀具上的第二纵向槽730中，通过两个刀具的同时下降至纵向刀刃729最后插入刀具底板721上开设的相对应的第三纵向凹槽731中，实现单电池的横纵同时切割；所述的切割器72可以对不同尺寸的方形电池进行切割，切割的大小可根据横向刀具726和纵向刀具729的刀刃的间距来确定，以适应不同规格的电池；

所述的第四传送带8的结构如图9所示，包括第四传送带框架81和第三传送皮带82，第三传送皮带82上开有条状凹槽83，将分解后的电池碎屑集中传送至浸泡传送装置9中；

所述浸泡传送装置9的结构如图10所示，包括浸泡传送装置骨架91和浸泡箱92，在浸泡传送装置骨架91上设有浸泡箱传送带93，浸泡箱92放置在浸泡箱传送带93上开设的方形槽94中，浸泡箱92中装有醇类和酮类液体，包括甲醇、乙醇、丙酮等。浸泡箱92收集第三传送皮带82的凹槽中的电池分解碎屑进行浸泡，浸泡箱92中的电池分解碎屑通过浸泡箱传送带93送至导流槽95中，导流槽94将浸泡过的电池分解碎屑连同浸泡液一同注入粉体分离装置10中；

所述的粉体分离装置10的结构如图11所示，包括用于稳固粉体分离装置的固定架101，在固定架101内部固定有分离器外壳102，分离器外壳102内部设有环状分离筛板103，环状分离筛板103上开有导流小孔105，局部放大图如图12所示。电池分解碎屑连同浸泡液注入分离内腔104后，在分离器外壳102中装满液体，使电池分解碎屑一直浸泡在液体之下，在分离筛板103上开设有直径为Φ1～5的导流小孔105，保证液体向分离内腔104的流通，电池分解碎屑在分离内腔104内，分离内腔104的安装有第一搅拌桨106，安装在底板上的第一搅拌桨106缓慢搅动，使得电池分解碎屑中的粉体颗粒通过分离内腔104上环状分离筛板103上的导流小孔105和底板上开设的直径为1～5mm的粗环形孔洞107缓慢沉降至分离内腔104下方的二次分离室108中，二次分离室108内设有第二搅拌桨109，二次分离室108底板上设有宽度为0.2～1mm环形窄缝110，经过第二搅拌桨109的缓慢搅动，使得更加细小的粉体颗粒通过二次分离室108底板上的环形窄缝110降至沉降室111中，当沉降粉体积累到一定数量后，将二次分离室108与沉降室111隔开，将沉降室111中的粉体及液体放入过滤室112中，经过多次过滤、洗涤后，废液在废液槽113中收集，粉体在过滤室112根据需求烘干或高温焚烧(去掉粉体中的碳)后进行金属回收。

Claims (1)

1.一种动力锂离子电池拆解分离流水线装置，其特征在于，该装置包括固定升降装置、拆解室、分解台、切割室、浸泡室和粉体分离装置；所述的固定升降装置、拆解室、分解台、切割室、浸泡室和粉体分离装置依次通过第一传送带、第二传送带、第三传送带、第四传送带和浸泡传送装置相连，第一传送带和第二传送带分别由支撑骨架支撑；

所述的固定升降装置的结构，包括外框架和升降台，外框架的内侧设有上下滑道，升降台沿上下滑道上下升降，升降台上开有第一纵向滑道，电池夹具在升降台的第一纵向滑道上滑行，所述的电池夹具的结构为，在夹具底座上开有夹具滑道，夹具挡板在夹具滑道上左右前后滑动，夹具挡板上设有挡板伸缩条，通过夹具挡板和挡板伸缩条紧固待拆解的动力锂离子电池堆；

所述的第一传送带的结构和第二传送带的结构相同，均为支撑骨架，支撑骨架上开有与升降台上的第一纵向滑道相连接的第二纵向滑道，使电池夹具在第一传送带和第二传送带上面滑动，推进待拆解的动力锂离子电池堆；

所述的拆解室的结构为一拆解箱体，拆解箱体的前后两面的内侧各设有第三纵向滑道，使第三横向滑道上下滑动，在第三横向滑道上安装有切割头，第三横向滑道前后两面内侧上的切割头通过电池夹具的横向和纵向滑动实现整个面上的移动，拆解箱体的上方为第一通风装置，第一通风装置上方装有第一过滤器，以达到净化气体的目的，拆解箱体上方的左右两侧设有第一升降板，保证拆解室的密封，拆解箱体下方设有回收箱，回收切割产生的碎屑；

所述第二传送带的结构为，在支撑骨架上开有与第一传送带相同的第二纵向滑道，使电池夹具在上面滑动，推进拆解后的动力锂离子电池堆至分解台，同时在支撑骨架上设有第一传送皮带，拆解后的动力锂离子电池堆被分散传送到分解台，分解台的结构为，在第一传送带上架设一个分解台保护罩，分解台保护罩通过分解台固定架固定在支撑骨架上，在分解台保护罩前后两侧开设有第一纵向槽，在第一纵向槽中安装有绝缘刀具，通过传动装置使绝缘刀具在第一纵向槽中上下滑动，当电池组运行至绝缘刀具下方时，根据电池之间的缝隙实施动力锂离子电池堆的切割分解，将拆解后的动力锂离子电池堆拆分成单电池；

所述的第三传送带包括底座、第二传送皮带、分流条、分拨器，使拆解后的动力锂离子电池的单电池整齐有序地被传送至切割室中；

所述的切割室，包括切割箱体、切割器、第二通风装置、第二升降板和回收槽，切割箱体起到支撑、防爆和防火作用，第二通风装置置于切割箱体的上部，在第二通风装置上方装有第二过滤器，以达到净化排放气体的目的，切割器置于切割箱体内部，回收槽置于切割箱体的底部，回收切割时产生的碎屑，第二升降板是保证切割箱体的密封性；

所述的切割器的底端为刀具底板，刀具底板通过四根粗滑轨和四根细滑轨与切割器顶端的上端板连接构成框架，在刀具底板上方安置有横向刀具座，横向刀具座通过粗滑轨上、下滑动，在横向刀具座上并排放置向下的横向刀刃，刀具底板上开设有横向镂空孔道，横向刀刃插入刀具底板上的横向镂空孔道中，实现横向切割；在横向刀具座的上方安置有纵向刀具座，纵向刀具座通过细滑轨上、下滑动，在纵向刀具座上并排放置有向下的纵向刀刃，同时在横向刀具座和横向刀刃上开有第二纵向槽，纵向刀刃插入横向刀具上的第二纵向槽中，通过两个刀具的同时下降至纵向刀刃最后插入刀具底板上开设的相对应的第三纵向凹槽中，实现单电池的横纵同时切割；

所述的第四传送带包括第四传送带框架和第三传送皮带，第三传送皮带上开有条状凹槽将分解后的电池碎屑集中传送至浸泡传送装置中；

所述浸泡传送装置包括浸泡传送装置骨架和浸泡箱，在浸泡传送装置骨架上设有浸泡箱传送带，浸泡箱放置在浸泡箱传送带上开设的方形槽中，浸泡箱收集第三传送皮带的凹槽中的电池分解碎屑进行浸泡，浸泡箱中的电池分解碎屑通过浸泡箱传送带送至导流槽中，导流槽将浸泡过的电池分解碎屑连同浸泡液一同注入粉体分离装置中；

所述粉体分离装置包括用于稳固粉体分离装置的固定架，在固定架内部固定有分离器外壳，分离器外壳内部设有环状分离筛板和分离内腔，环状分离筛板上开有直径为Φ1～5的导流小孔，电池分解碎屑连同浸泡液一起注入分离内腔后，分离器外壳中装满电池分解碎屑和浸泡液，导流小孔保证电池分解碎屑和浸泡液一起向分离内腔中流通，分离内腔中安装有第一搅拌桨，第一搅拌桨安装在底板上，第一搅拌桨缓慢搅动，使得电池分解碎屑中的粉体颗粒通过分离内腔上环状分离筛板上的导流小孔和底板上开设的直径为1～5mm的粗环形孔洞缓慢沉降至分离内腔下方的二次分离室中，二次分离室内设有第二搅拌桨，二次分离室底板上设有宽度为0.2～1mm环形窄缝，经过第二搅拌桨的缓慢搅动，使得更加细小的粉体颗粒通过二次分离室底板上的环形窄缝降至沉降室中，当沉降粉体积累到一定数量后，将二次分离室与沉降室隔开，将沉降室中的粉体及液体放入过滤室中，经过多次过滤、洗涤后，废液在废液槽中收集，粉体在过滤室根据需求烘干或高温焚烧后进行金属回收。