CN111082179B - 一种电池极片表层物分离机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废旧电池回收处理技术领域，公开了一种电池极片表层物分离机，包括机座、固定于机座顶面上的左支撑板和右支撑板，所述左支撑板和右支撑板的顶部固定有外筒，所述外筒的顶部一侧固定有进料斗，外筒内转动设置有内筒，外筒的底部固定设置有下料斗，所述内筒内转动设置有混合器，所述机座的顶面设置有驱动内筒和混合器同时转动的动力装置。本发明实现了待分离电极片的连续投料和连续震荡分离、分离物的连续出料及分开收集，具有电极片表层物单次分离率高、工作效率高，且操作安全的优点。

Description

一种电池极片表层物分离机

技术领域

本发明涉及废旧电池回收处理技术领域，特别是涉及一种电池极片表层物分离机。

背景技术

21世纪以来，新能源电池已经成为世界各国实现节能减排的重点发展方向之一。在最近几年，我国新能源汽车产业在政府政策支持下得到快速发展。到2020年，我国新能源汽车年产量将达到200万辆，累计产量超过50万辆。随着新能源汽车使用量的快速增加，动力电池报废量将逐年递增。到2020年，我国动力电池累计报废量将达到12～17万吨。

同时，动力电池在生产过程中，会因操作不当、涂布不均匀、部分脱料、尺寸不合格等原因造成大量的极片不能满足质量要求而成为不合格品，这些不合格品一般均作为废料处理。

废动力电池如果处置不当，其所含的有机物和贵金属会对环境构成潜在威胁，而另一方面废动力电池正极片中铝和磷酸铁锂、负极片中的铜和石墨等均具有极高的回收价值。因此对废动力电池的无害化回收机理进行研究迫在眉睫。如果能将废旧电池回收再利用，不仅可以减少对我们生态环境的破坏，而且也是对资源的节约。

因此亟需提供一种电池极片表层物分离机来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电池极片表层物分离机，实现待分离电极片的连续投料和连续震荡分离、分离物的连续出料及分开收集，具有电极片表层物单次分离率高、工作效率高，且操作安全的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电池极片表层物分离机，包括机座、固定于机座顶面上的左支撑板和右支撑板，所述左支撑板和右支撑板的顶部固定有外筒；

所述外筒的顶部一侧固定有进料斗，外筒内转动设置有内筒，外筒的底部固定设置有下料斗；

所述内筒内转动设置有混合组件；

所述机座的顶面设置有驱动内筒和混合组件同时转动的动力装置。

优选的，所述内筒的内壁设置有螺旋导向壁和若干个与内筒轴线平行设置的拨料条；

所述拨料条位于螺旋导向壁之间并沿螺旋导向壁的螺旋方向分布；

所述内筒的圆周面上开设有若干个分离孔，分离孔与拨料条间隔设置；

所述内筒的圆周面一端开设有至少一个进料口、另一端开设有至少一个出料口。

优选的，所述混合组件包括转动轴、若干个沿转动轴长度方向阵列分布的支架杆、分别固定于支架杆两端部的外混合条和内混合条；

所述内混合条位于外混合条的内侧，内混合条和外混合条的端部均设置有外翻的混合拨料条。

优选的，多个所述内混合条构成螺旋状结构，多个所述外混合条构成螺旋状结构，且内混合条与外混合条的螺旋方向相反。

优选的，所述下料斗包括相互隔离的极片漏斗和表层物漏斗；

所述极片漏斗的底部输出口活动设置有极片隔料板；

所述表层物漏斗的底部输出口活动设置有表层物隔料板。

优选的，所述外筒的侧壁底部分别开设有与极片漏斗相对应的极片出料口、与表层物漏斗相对应的表层物出料口。

优选的，所述机座的顶面分别设置有位于极片漏斗正下方的极片收集装置、位于表层物漏斗正下方的表层物收集装置。

优选的，所述外筒的外侧设置有电加热装置，电加热装置的外侧包覆有保温层。

优选的，所述动力装置包括安装于机座顶面的驱动电机、固定于驱动电机输出轴端的主动带轮、固定于混合组件轴端的双联带轮、固定于内筒轴端的从动齿轮、同轴连接的从动带轮和主动齿轮；

所述双联带轮分别通过皮带与主动带轮和从动带轮传动连接；

所述主动齿轮与从动齿轮啮合连接。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过在内筒中设置螺旋导向壁、拨料条、分离孔等结构，可实现待分离极片的连续投料和连续震荡分离、分离物的连续出料，连续化生产作业，极大提升了工作效率高；

2.通过在内筒中设置反向双螺旋结构的混合组件，使得待分离电极片的撞击震荡更加充分，分离更加彻底，使得单次分离率高，提高了工作的有效性；

3.通过分开收集的方式，便于未分离物料的二次分离操作，且收集位置位于分离位置外部，收集操作安全性高。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图之一；

图2为本发明的立体结构示意图之二；

图3为本发明的剖视结构示意图；

图4为所述内筒的立体结构示意图；

图5为所述内筒的剖视结构示意图；

图6为所述混合组件的立体结构示意图；

图7为所述混合组件的俯视结构示意图；

图8为所述下料斗的立体结构示意图之一；

图9为所述下料斗的立体结构示意图之二；

图10为所述电加热器的立体结构示意图。

图中：1机座、2左支撑板、3右支撑板、4外筒、5进料斗、6内筒、601螺旋导向壁、602拨料条、603分离孔、604进料口、605出料口、7混合组件、701转动轴、702支架杆、703外混合条、704内混合条、705混合拨料条、8下料斗、801极片漏斗、802表层物漏斗、803极片隔料板、804表层物隔料板、9动力装置、901驱动电机、902主动带轮、903双联带轮、904从动齿轮、905从动带轮、906主动齿轮、907皮带、10极片收集装置、1001同步驱动电机、1002同步输送带、11表层物收集装置、1101步进电动机、1102导轨、1103滚珠丝杠、1104承载盘、12电加热装置、13保温层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1至图3，一种电池极片表层物分离机，用于电池极片表层物的分离，包括机座1、固定于机座1顶面上的左支撑板2和右支撑板3。左支撑板2和右支撑板3的底部均通过螺栓连接垂直固定在机座1的顶面，左支撑板2和右支撑板3相对平行设置。

左支撑板2和右支撑板3的顶部固定有外筒4。外筒4为两端开口的空心圆筒，并水平放置，其两端端面上均开设有多个圆周阵列分布的螺栓连接孔，并通过螺栓分别连接固定于左支撑板2和右支撑板3的内侧面上。

外筒4的顶部一侧焊接固定有进料斗5，用于待分离电极片的投料。

外筒4内转动设置有内筒6。如图4和图5所示，所述内筒6为空心圆柱壳体结构。内筒6的外壁与外筒4的内壁滑动接触或留有不大于2mm的间隙，以防电极片或脱落的表层物进入内筒6与外筒4之间而影响设备的正常运行。

内筒6的圆周面上在与进料斗5位置相对应的一端开设有一个进料口604，当内筒6旋转至进料口604位于进料斗5底部输出口正下方位置时，投入进料斗5中的电极片自然下落，并经进料口604进入内筒4的内部。

内筒6的内壁设置有螺旋导向壁601，用于内筒6内电极片的整体行进导向，即电极片进入内筒6中后，由于内筒6的连续转动，在螺旋导向壁601的螺旋转动形成的侧向推力作用下，电极片由内筒的6的一端逐渐转移至另一端。

内筒6的内壁上设置有若干个与内筒6轴线平行设置的拨料条602。拨料条602位于螺旋导向壁601之间并沿螺旋导向壁601的螺旋方向分布。在内筒6转动过程中，其内部的电极片在自身重力下会沿内筒6的内壁滑动，并始终位于内筒6的底部，无法对电极片起到震荡和撞击从而使得表层物脱落的作用。拨料条602可在内筒6转动过程中，迫使电极片跟随内筒6的内壁向上运动，到一定高度后自然掉落，达到“翻滚”的效果，使电极片在不断上升和下落过程中相互撞击，从而使电极片表面的表层物脱落。

优选的，内筒6的内壁表面经磨砂处理，以提高内壁表面与电极片之间的摩擦力，促进表层物的分离。

内筒6的圆周面上开设有若干个分离孔603，用于电极片与表层物的分离。分离孔603与拨料条602间隔设置，且分离孔603的孔径大于电极片表层物的轮廓尺寸而小于电极片的轮廓尺寸。当内筒6连续滚动过程中，电极片表层物不断从电极片表面分离，并从分离孔603由内筒6的底部流出。内筒6远离下料斗5的一端开设有三个出料口605，分离后的电极片则在螺旋导向壁601的作用下转移至出料口605处，并经出料口605流出。

内筒6的两端分别设置有由套筒转轴，并通过滚动轴承转动安装于左支撑板2和右支撑板3的内侧面。其中一端套筒转轴伸出至左支撑板2的外部，用于传动连接。

内筒6内同轴转动设置有混合组件7。如图6和图7所示，所述混合组件7包括转动轴701、若干个沿转动轴701长度方向阵列分布的支架杆702、分别固定于支架杆702两端部的外混合条703和内混合条704。其中，转动轴701的一端通过转动轴承安装在右支撑板3的内侧面，另一端贯穿至左支撑板2的外部，用于传动连接，且该端部的轴径处通过滚动轴承转动连接于内筒6的套筒转轴内。支架杆702焊接固定于转动轴701上，且支架杆702在转动轴701的两侧分别伸出不同的长度，相邻两个支架杆702的长、短侧交替设置。

内混合条704位于外混合条703的内侧，内混合条704和外混合条703的端部均设置有外翻的混合拨料条705。外混合条703上的混合拨料条705的外径尺寸不大于螺旋导向壁601的内径尺寸，以免在运动中相互干涉。优选的，多个内混合条704构成螺旋状结构，多个外混合条703构成螺旋状结构，且内混合条704与外混合条703的螺旋方向相反。混合拨料条705的分布方向与螺旋状结构的螺旋方向相垂直。

混合组件7相对内筒6转动时，位于底部的两层混合拨料条705对堆积在内筒6内壁底部的电极片的上层物料进行周向和轴向同时推动，配合内筒6内壁上的拨料条602，对电极片进行立体式搅动，使得电极片混合更加均匀，便于翻转分离，也有利于已分离表层物从电极片中分离并下落。

反向双螺旋结构的混合条结构，使得内筒6带动电极片上移后下翻过程中，电极片相互碰撞并与内混合条704和外混合条703随机碰撞，使电极片与表层物的震荡分离更加彻底、充分，一次分离率较高。

为了加快电极片与表层物的分离，在外筒4的外侧设置有电加热装置12，如图10所示，所述电加热装置12采用连续回转并整体呈圆柱状的加热棒结构，其底部留有开口，以便于物料的排出。电加热装置12套设在外筒4上，通电后即可对外筒4的内部进行加热并保持一定的温度环境，使内筒6内的电极片加热后其表层物更加容易分离。优选的，电加热装置12的外侧包覆有保温层13，避免热量的损失。同时，在左支撑板2、右支撑板3与外筒4相连接的侧面区域设置有隔热垫层(图中未示出)，增强保温效果。

机座1的顶面设置有驱动内筒6和混合组件7同时转动的动力装置9。如图1和图3所示，动力装置9包括安装于机座1顶面的驱动电机901、固定于驱动电机901输出轴端的主动带轮902、固定于混合组件7轴端的双联带轮903、固定于内筒6轴端的从动齿轮904、同轴连接的从动带轮905和主动齿轮906。上述各部件之间的固定连接均采用焊接、螺栓连接、锁紧连接、卡环定位等常规机械组装方式安装固定，此处不作详细赘述。

其中，双联带轮903分别通过皮带907与主动带轮902和从动带轮905传动连接，主动齿轮906与从动齿轮904啮合连接。双联带轮903与从动带轮905等比传动，主动齿轮906与从齿轮904减速传动，由此使得内筒6与混合组件7反向转动和差速转动，有利于内筒6中电极片的翻滚和撞击过程。

优选的，左支撑板2的底部开设有孔洞，所述驱动电机901位于孔洞内，以使整体结构更加紧凑。机座1的顶部固定有用于驱动电机901安装的电机支座。左支撑板2的外侧面中部固定有辅助支架，用于从动带轮905和主动齿轮906的安装定位。

外筒4的底部固定设置有下料斗8。如图8和图9所示，所述下料斗8包括相互隔离的极片漏斗801和表层物漏斗802，分别用于分离后电极片和表层物的收集。外筒4的侧壁底部分别开设有与极片漏斗801相对应的极片出料口、与表层物漏斗802相对应的表层物出料口。内筒6中分离后的电极片达到出料口605位置后，当内筒6旋转至出料口5位于外筒4的极片出料口正上方时，分离后的电极片经极片出料口进入极片漏斗801内；内筒5中分离后的表层物经分离孔603流出并经外筒4上的表层物出料口进入表层物漏斗802内。

优选的，极片漏斗801的底部输出口活动设置有极片隔料板803，用于极片漏斗801底部输出口的通/断切换；表层物漏斗802的底部输出口活动设置有表层物隔料板804，用于表层物漏斗802底部输出口的通/断切换。

为便于分离后物料的收集，机座1的顶面分别设置有位于极片漏斗801正下方的极片收集装置10、位于表层物漏斗802正下方的表层物收集装置11。本实施例中，极片收集装置10采用同步输送带装置，如图2所示，包括同步驱动电机1001、同步输送带1002、同步带轮(图中未示出)、带轮安装架，为现有结构，此处不做详细赘述。分离后的电极片从极片漏斗801内落下后，散落在输送带1002上，并转移至分离位置的外侧，便于人工筛检未分离彻底的电极片，进行二次分离。

本实施例中，表层物收集装置11采用线性模组装置，如图2所示，包括步进电动机1101、导轨1102、滚珠丝杠1103、螺母座(图中未示出)、承载盘1104，为现有结构，此处不做详细赘述。在使用时，在承载盘1104上放置收集箱，并通过线性模组将收集箱定位在表层物漏斗802底部出料口的正下方。分离后的表层物从表层物漏斗802内落下后，在收集箱内进行收集。收集箱盛满后，推动表层物隔料板804使表层物漏斗802底部输出口暂时关闭。通过线性模组将收集箱转移至导轨1102的外侧端，更换空的收集箱并再次定位至物料收集位置，推动表层物隔料板804使表层物漏斗802底部输出口重新打开，如此进行物料的连续收集。物料的投放、收集、筛检等操作，安全性高。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电池极片表层物分离机，包括机座(1)、固定于机座(1)顶面上的左支撑板(2)和右支撑板(3)，其特征在于：所述左支撑板(2)和右支撑板(3)的顶部固定有外筒(4)；

所述外筒(4)的顶部一侧固定有进料斗(5)，外筒(4)内转动设置有内筒(6)，外筒(4)的底部固定设置有下料斗(8)；

所述内筒(6)内转动设置有混合组件(7)；

所述机座(1)的顶面设置有驱动内筒(6)和混合组件(7)同时转动的动力装置(9)；

所述内筒(6)的内壁设置有螺旋导向壁(601)和若干个与内筒(6)轴线平行设置的拨料条(602)；

所述拨料条(602)位于螺旋导向壁(601)之间并沿螺旋导向壁(601)的螺旋方向分布；

所述内筒(6)的圆周面上开设有若干个分离孔(603)，分离孔(603)与拨料条(602)间隔设置；

所述内筒(6)的圆周面一端开设有至少一个进料口(604)、另一端开设有至少一个出料口(605)。

2.根据权利要求1所述的一种电池极片表层物分离机，其特征在于：所述混合组件(7)包括转动轴(701)、若干个沿转动轴(701)长度方向阵列分布的支架杆(702)、分别固定于支架杆(702)两端部的外混合条(703)和内混合条(704)；

所述内混合条(704)位于外混合条(703)的内侧，内混合条(704)和外混合条(703)的端部均设置有外翻的混合拨料条(705)。

3.根据权利要求2所述的一种电池极片表层物分离机，其特征在于：多个所述内混合条(704)构成螺旋状结构，多个所述外混合条(703)构成螺旋状结构，且内混合条(704)与外混合条(703)的螺旋方向相反。

4.根据权利要求1所述的一种电池极片表层物分离机，其特征在于：所述下料斗(8)包括相互隔离的极片漏斗(801)和表层物漏斗(802)；

所述极片漏斗(801)的底部输出口活动设置有极片隔料板(803)；

所述表层物漏斗(802)的底部输出口活动设置有表层物隔料板(804)。

5.根据权利要求4所述的一种电池极片表层物分离机，其特征在于：所述外筒(4)的侧壁底部分别开设有与极片漏斗(801)相对应的极片出料口、与表层物漏斗(802)相对应的表层物出料口。

6.根据权利要求5所述的一种电池极片表层物分离机，其特征在于：所述机座(1)的顶面分别设置有位于极片漏斗(801)正下方的极片收集装置(10)、位于表层物漏斗(802)正下方的表层物收集装置(11)。

7.根据权利要求1所述的一种电池极片表层物分离机，其特征在于：所述外筒(4)的外侧设置有电加热装置(12)，电加热装置(12)的外侧包覆有保温层(13)。

8.根据权利要求1所述的一种电池极片表层物分离机，其特征在于：所述动力装置(9)包括安装于机座(1)顶面的驱动电机(901)、固定于驱动电机(901)输出轴端的主动带轮(902)、固定于混合组件(7)轴端的双联带轮(903)、固定于内筒(6)轴端的从动齿轮(904)、同轴连接的从动带轮(905)和主动齿轮(906)；

所述双联带轮(903)分别通过皮带(907)与主动带轮(902)和从动带轮(905)传动连接；

所述主动齿轮(906)与从动齿轮(904)啮合连接。

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