CN111686908B - 一种废旧电池带电破碎装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种废旧电池带电破碎装置及方法。一种废旧电池带电破碎装置，包括：进料部与破碎部，所述进料部出料口与所述破碎部入料口连接；气氛部，所述气氛部的进气口设置在所述进料部顶部和所述破碎部底部，用于引入气体；所述气氛部的出气口设置在所述破碎部侧面，用于引出气体；喷淋部，所述喷淋部装设在所述破碎部顶部，用于喷淋溶剂。一种废旧电池带电破碎方法，包括：从气氛部的进气口通入气体，排除装置内的氧气和水分；将废旧电池通过进料部传输到破碎部进行破碎；同时打开喷淋部喷入溶剂；废旧电池经过破碎后通过筛网筛出。提高了废旧电池带电破碎时的安全性。

Description

一种废旧电池带电破碎装置及方法

技术领域

本发明涉及废旧动力电池领域，尤其涉及一种废旧电池带电破碎装置及方法。

背景技术

针对大量报废的废旧动力电池，需要快速进行处理，而传统的盐水放电工艺，会产生氯气或者氢气、氧气等气体，既不环保，也存在一定的安全性；而物理放电，则存在放电效率低，还有放电过程中的安全性问题。为了提高电池的处理效率，带电破碎是满足当前大批量处理废旧电池的刚性需求。

目前的工艺中带电破碎中，电池受挤压、剪切等物理过程，导致电池中正负极片短路，电池中残余的电量会急速释放，导致破碎过程中发生放热、起火、爆炸等现象，影响了破碎过程的安全性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种废旧电池带电破碎装置和方法，包括：进料部与破碎部，进料部出料口与破碎部入料口连接；气氛部，气氛部的进气口设置在进料部顶部和破碎部底部，用于引入气体；气氛部的出气口设置在破碎部侧面，用于引出气体；喷淋部，喷淋部装设在破碎部顶部，用于喷淋溶剂。

可选的，气氛部提供的气体包括氮气、氩气，和/或，二氧化碳。

可选的，气氛部提供气体的流量为0.1～100升/小时；破碎部内气体含水量不高于10ppm。

可选的，破碎部包括对辊破碎结构和锤式破碎结构；对辊破碎结构进料口与进料部出料口连接，对辊破碎结构出料口与锤式破碎结构入料口连接。

可选的，对辊破碎结构的齿间距1～30毫米，刀片外径50～900毫米，用于破碎废旧电池。

可选的，喷淋部包括：喷淋头，设置对辊破碎结构顶部，用于喷淋溶剂；溶剂罐，与喷淋头连接，用于为喷淋头供给溶剂；溶剂收集结构，一端与溶剂罐连接，另一端与锤式破碎结构底部连接，用于收集溶剂。

可选的，喷淋头设置有控制溶剂流量的阀门，阀门控制溶剂流量为0.1～100升/小时。

可选的，破碎部还包括筛网，筛网设置在破碎部的出料口，用于限定废旧电池的粒径。

上述技术方案具有如下有益效果：设置气氛部，在破碎前排除装置内的氧化气体和水分，使废旧电池在发热时不会有氧化气体出现，避免了起火和爆炸过程，避免了水分与电解液作用释放有毒气体；设置了喷淋部，一方面带走废旧电池破碎过程中微放电产生的热量，避免装置内温度升高，另一方面快速稀释正负极之间的电池电解液，消除破碎后正负极碎片的微放电。

本发明还提供一种废旧电池带电破碎方法，采用上述废旧电池带电破碎装置，包括：从气氛部的进气口通入气体，排除装置内的氧气和水分；将废旧电池通过进料部传输到破碎部进行破碎；同时打开喷淋部喷入溶剂；废旧电池经过破碎后通过筛网筛出。

一种废旧电池回收系统，包括废旧电池带电破碎装置。

上述废旧电池带电破碎方法与废旧电池带电破碎装置有益效果相同。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的附图。

图1是本发明实施例提供的废旧电池带电破碎装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的进料部结构示意图；

图3是本发明实施例提供的破碎部结构示意图；

图4是本发明实施例提供的喷淋部结构示意图。

附图标记：100-进料部200-破碎部300-气氛部400-喷淋部1001-传输结构1002-引导结构2001-对辊破碎结构2002-锤式破碎结构2003-筛网4001-喷淋头4002-溶剂罐4003-溶剂收集结构

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

现有技术中对废旧电池带电处理的过程中，由于挤压和剪切等步骤，容易造成废旧电池的正负极片短路，从而造成破碎过程中发生放热、起火、爆炸等安全问题。

针对上述技术问题，如图1所示，本发明实施例提供一种废旧电池带电破碎装置，包括：进料部100与破碎部200，进料部100出料口与破碎部200入料口连接；气氛部300，气氛部300的进气口设置在进料部100顶部和破碎部200底部，用于引入气体；气氛部300的出气口设置在破碎部200侧面，用于引出气体；喷淋部400，喷淋部400装设在破碎部200顶部，用于喷淋溶剂。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，进料部100由传输结构1001和引导结构1002组成。传输结构1001为传输带，传输带可为橡胶传输带或铰链。传输装置为密闭结构，在进料口处设有风帘，可阻挡外界空气和水分进入。引导结构1002设置在传输结构1001出料口和破碎部200入料口之间，保证废旧电池准确到达破碎位置，避免废旧电池在破碎部200上方长时间停留。

在一种可能的实现方式中，如图3所示，破碎部200包括对辊破碎结构2001和锤式破碎结构2002，破碎部200对废旧电池进行破碎和打散。对辊破碎结构2001进料口与进料部100出料口连接，对辊破碎结构2001出料口与锤式破碎结构2002入料口连接。破碎部200的对辊破碎结构2001实现对废旧电池的破碎，破碎后的废旧电池通过锤式破碎结构2002，实现对废旧电池的打散。

在本实施例中，对辊破碎结构2001的齿间距1～30毫米，刀片外径50～900毫米，用于破碎废旧电池。齿间距和刀片外径可按要求调整，保证破碎后的废旧电池尺寸大小一致。

采用上述技术方案，可实现对废旧电池进行快速破碎和撕碎，避免了废旧电池正负极长时间短路后引起的发热、起火、爆炸。

在一种可能的实现方式中，气氛部300引入惰性气体，排除初期装置内的空气和水分，同时在运行中处于微正压，避免进料口水分和空气的进入，避免空气中水分与电池负极中的活性锂作用发热，也避免了水分和电解液反应释放有毒气体。作为一种可能的实现方式，气氛部300提供的气体包括氮气、氩气，和/或，二氧化碳。在本实施例中，优选为：氮气和氩气，惰性气体更不容易与电解液中的物质反应。

采用上述技术方案，惰性气体不会与电解液反应，干燥的惰性气体长时间通入装置可以排除装置内的原有的空气与水分，保证破碎的安全性。

作为一种可能的实现方式，气氛部300提供气体的流量为0.1～100升/小时；破碎部200内气体含水量不高于10ppm。对气体流量和通气后装置内的含水量做限定，防止水分与电解液反应释放有毒气体。

在一种可能的实现方式中，喷淋部400喷淋溶剂，带走破碎过程由于微放电产生的热量，避免破碎过程中腔体温度升高；另一方面快速稀释正负极之间的电池电解液，消除破碎后正负极片碎片的微放电。在本实施例中，喷淋溶剂包括：碳酸二甲酯，碳酸丙烯酯，乙腈，丙酮等的一种或几种；考虑到溶剂的价格和安全性，优选为碳酸二甲酯或碳酸丙烯酯。

作为一种可能的实现方式，如图4所示，喷淋部400包括：喷淋头4001，设置对辊破碎结构2001顶部，用于喷淋溶剂；溶剂罐4002，与喷淋头4001连接，用于为喷淋头4001供给溶剂；溶剂收集装置，一端与溶剂罐4002连接，另一端与锤式破碎结构2002底部连接，用于收集溶剂。

在一种可能的实现方式中，喷淋头4001采用滴漏形式，其中喷淋头4001的管径公称直径为5～50毫米，喷淋溶剂带走装置内的热量并稀释电解液，设置在对辊破碎结构2001顶部，从装置顶部喷淋溶剂。溶剂罐4002与喷淋头4001连接，提供给喷淋头4001溶剂。溶剂收集结构4003，收集使用后的溶剂，并回收到溶剂罐4002中。

作为一种可能的实现方式，喷淋头4001设置有控制溶剂流量的阀门，阀门控制溶剂流量为0.1～100升/小时。

作为一种可能的实现方式，如图3所示，破碎部200还包括筛网2003，筛网2003设置在破碎部200的出料口，用于限定废旧电池的粒径。在本实施例中，筛网2003孔径为5～50毫米，保证破碎和撕碎后的碎料尺寸大小一致。

本发明实施例还提供一种废旧电池带电破碎方法，包括：

S1、从气氛部300的进气口通入气体，排除装置内的氧气和水分；

S2、将废旧电池通过进料部100传输到破碎部200进行破碎；

S3、同时打开喷淋部400喷入溶剂；

S4、废旧电池经过破碎后通过筛网2003筛出。

在一种实施例中，首先从气氛部300进气口通入氮气，调整氮气流量50升/小时，通入气体24小时，排除装置内的氧气含量10ppm，水分含量9ppm后，将带电的100千克废旧电池单体通过传输结构1001和引导结构1002平稳的进入破碎入口；打开喷淋部400，喷入溶剂，打开阀门控制流量50升/每小时，电池经过破碎部200后，通过10毫米的筛网2003进入到接料设备中，同时将溶剂回收到溶剂罐4002中。此过程中未发生起火和爆炸，未有有毒气体排出。

在另一种实施例中，首先从气氛部300进气口通入氩气，调整氩气流量50升/小时，通入气体12小时，排除装置内的氧气含量9ppm，水分含量9ppm后，将带电的100千克废旧电池单体通过传输结构1001和引导结构1002平稳的进入破碎入口；打开喷淋部400，喷入溶剂，打开阀门控制流量50升/小时，电池经过破碎部200后，通过10毫米的筛网2003进入到接料设备中，同时将溶剂回收到溶剂罐4002中。此过程中未发生起火和爆炸，未有有毒气体排出。

在另一种实施例中，首先从气氛部300进气口通入氮气，调整氮气流量80升/小时，通入气体12小时，排除装置内的氧气含量10ppm，水分含量10ppm后，将带电的200千克废旧电池单体通过传输结构1001和引导结构1002平稳的进入破碎入口；打开喷淋部400，喷入溶剂，打开阀门控制流量50升/小时，电池经过破碎部200后，通过30毫米的筛网2003进入到接料设备中，同时将溶剂回收到溶剂罐4002中。此过程中未发生起火和爆炸，未有有毒气体排出。

在另一种实施例中，首先从气氛部300进气口通入氮气，调整氮气流量80升/小时，通入气体12小时，排除装置内的氧气含量10ppm，水分含量10ppm后，将带电的300千克废旧电池单体通过传输结构1001和引导结构1002平稳的进入破碎入口；打开喷淋部400，喷入溶剂，打开阀门控制流量80升/小时，电池经过破碎部200后，通过30毫米的筛网2003进入到接料设备中，同时将溶剂回收到溶剂罐4002中。此过程中未发生起火和爆炸，未有有毒气体排出，处理量加大。

本发明实施例还提供一种废旧电池回收系统，包括废旧电池带电破碎装置。

上述技术方案具有如下有益效果：破碎部200将废旧电池快速破碎和撕碎，避免了正负极长时间短路引起的发热；气氛部300在破碎前期排除装置内的氧化气体和水分，使废旧电池在发热时不会有氧化气体出现，避免了起火和爆炸过程，避免了水分与电解液作用释放有毒气体；喷淋部400喷淋溶剂，一方面带走废旧电池破碎过程中微放电产生的热量，避免装置内温度升高，另一方面快速稀释正负极之间的电池电解液，消除破碎后正负极碎片的微放电。保证废旧电池带电破碎的安全性，提高废旧电池处理效率。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种废旧电池带电破碎装置，其特征在于，包括：

进料部与破碎部，所述进料部出料口与所述破碎部入料口连接；

所述破碎部包括对辊破碎结构和锤式破碎结构；

气氛部，所述气氛部的进气口设置在所述进料部顶部和所述破碎部底部，用于引入气体；所述气氛部的出气口设置在所述破碎部侧面，用于引出气体；所述气氛部提供的气体包括氮气、氩气，和/或，二氧化碳；

喷淋部，所述喷淋部装设在所述破碎部顶部，用于喷淋溶剂；所述喷淋部包括：喷淋头，设置在所述对辊破碎结构顶部，用于喷淋溶剂；所述喷淋溶剂包括：碳酸二甲酯，碳酸丙烯酯，乙腈，丙酮的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的废旧电池带电破碎装置，其特征在于，所述气氛部提供气体的流量为0.1升/小时～100升/小时；所述破碎部内气体含水量不高于10ppm。

3.根据权利要求1所述的废旧电池带电破碎装置，其特征在于，

所述对辊破碎结构进料口与所述进料部出料口连接，所述对辊破碎结构出料口与所述锤式破碎结构入料口连接。

4.根据权利要求3所述的废旧电池带电破碎装置，其特征在于，所述对辊破碎结构的齿间距1～30毫米，刀片外径50～900毫米，用于破碎废旧电池。

5.根据权利要求3所述的废旧电池带电破碎装置，其特征在于，所述喷淋部包括：

溶剂罐，与所述喷淋头连接，用于为所述喷淋头供给溶剂；

溶剂收集结构，一端与所述溶剂罐连接，另一端与所述锤式破碎结构底部连接，用于收集溶剂。

6.根据权利要求5所述的废旧电池带电破碎装置，其特征在于，所述喷淋头设置有控制所述溶剂流量的阀门，所述阀门控制溶剂流量为0.1～100升/小时。

7.根据权利要求1所述的废旧电池带电破碎装置，其特征在于，所述破碎部还包括筛网，所述筛网设置在所述破碎部的出料口，用于限定所述废旧电池的粒径。

8.一种废旧电池带电破碎方法，采用权利要求1-7任一项所述的废旧电池带电破碎装置进行破碎，其特征在于，包括：

从气氛部的进气口通入气体，排除装置内的氧气和水分；

将废旧电池通过进料部传输到破碎部进行破碎；

同时打开喷淋部喷入溶剂；

废旧电池经过破碎后通过筛网筛出。

9.一种废旧电池回收系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的废旧电池带电破碎装置。

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