CN114951225B - 一种废旧锂电池拆解用隔膜分选设备及其分选操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种废旧锂电池拆解用隔膜分选设备及其分选操作方法，涉及锂电池隔膜分选技术领域，用于解决现有装置分选隔膜的步骤繁琐，导致锂电池各部分材料分选不够彻底的问题，支撑架和横架的内侧均通过轴承活动连接有若干传动辊，支撑架的内侧安装有破开组件，破开组件包括传送带，传送带安装在对应设置的传动辊内，其中一个传动辊的两端均固定连接有锥齿轮一，支撑架的外侧对称固定有支架，支架的一侧通过轴承活动连接有锥齿轮二，锥齿轮二与锥齿轮一啮合连接，转盘的一侧固定连接有短杆；本发明与现有技术相比，能够使锂电池的各部分材料得到彻底分离，并优化隔膜的分选步骤，加快对隔膜的分选的效率。

Description

一种废旧锂电池拆解用隔膜分选设备及其分选操作方法

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜分选技术领域，具体是一种废旧锂电池拆解用隔膜分选设备及其分选操作方法。

背景技术

锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的发明者是爱迪生。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。

现在对于锂电池的隔膜分选一般是对锂电池整体进行破碎，再将锂电池的碎料混合物倒入池中并搅拌，待静置一段时间后，利用浮选方法将隔膜进行收集，由于锂电池外壳设置有塑料包装，在对锂电池进行整体破碎并用浮选方法会使收集后的隔膜内含有相当数量的塑料包装，而且沉淀在池中的极片和外壳混合物还需要进行多个步骤来实现再次分离，这样的分选方法不仅步骤繁琐效率低，而且对隔膜、极片以及外壳的分选纯度极低。

为此，我们提出一种废旧锂电池拆解用隔膜分选设备及其分选操作方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废旧锂电池拆解用隔膜分选设备及其分选操作方法，用于解决以下问题：通过电动刀盘一和电动刀盘二将锂电池外壳通过导向架将其输送至指定位置，进而实现后续分选隔膜仅需对极片和隔膜进行分选的目的，再利用粉碎辊以及风机对质量较轻的隔膜进行收集，解决现有隔膜分选步骤繁琐，以及对隔膜、极片以及外壳的分选纯度极低的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种废旧锂电池拆解用隔膜分选设备，包括支撑架和横架，所述支撑架的顶部安装有横架，所述支撑架和横架的内侧均通过轴承活动连接有若干传动辊，所述支撑架的内侧安装有破开组件，所述破开组件包括传送带，所述传送带安装在对应设置的传动辊内，其中一个所述传动辊的两端均固定连接有锥齿轮一，所述支撑架的外侧对称固定有支架，所述支架的一侧通过轴承活动连接有锥齿轮二，所述锥齿轮二与锥齿轮一啮合连接；

所述锥齿轮二的一端通过点焊固定有转盘，所述转盘的一侧固定连接有短杆，所述短杆的外侧通过轴承活动连接有若干连杆，所述支撑架的顶部固定连接有若干套筒，套筒内滑动连接有滑杆，所述连杆的一端与滑杆转动连接，所述滑杆远离连杆的一端固定连接有推板。

进一步的，所述传送带的外侧均通过轴承活动连接有直齿轮一，所述支撑架顶部的直齿轮一固定连接有夹持爪一，横架底部的直齿轮一固定连接有夹持爪二，所述支撑架和横架的内侧均固定连接有齿条，所述齿条与对应设置的直齿轮一啮合连接，所述夹持爪一和夹持爪二的内侧均通过压缩弹簧一连接有夹持爪三，所述夹持爪三的内侧转动连接有若干限位夹，所述限位夹的一侧设置有防滑垫，所述限位夹的另一侧与夹持爪三之间固定连接有压缩弹簧二，所述支撑架的内部对称设置有导向架，所述导向架的一端固定连接有铲刀，所述导向架的顶部通过轴承活动连接有若干导向轮。

进一步的，所述导向架的底部设置成弧形，所述支撑架的底部设置有接料箱一，所述支撑架的一侧设置有分离组件，所述分离组件包括滑轨，所述传送带的下方设置有滑轨，所述滑轨一端的下方设置有接料箱二，所述接料箱二的内部通过轴承活动连接有粉碎辊，且粉碎辊呈对称设置，所述接料箱二的一侧安装有输送筒，所述输送筒的内部设置有转轴一，所述转轴一的外侧固定连接有旋叶，所述输送筒的外侧设置有电机二，且电机二的输出端与转轴一固定连接。

进一步的，所述输送筒的一侧连通有搅料管，所述搅料管内通过轴承活动连接有转轴二，所述转轴一的一端固定连接有锥齿轮五，且锥齿轮五的外侧固定连接有顶齿，所述转轴二的外侧套设固定有直齿轮二和锥齿轮六，且直齿轮二与顶齿啮合连接，所述搅料管的内壁通过轴承活动连接有转轴三，转轴三的外侧套设固定有锥齿轮七，且锥齿轮六与锥齿轮七啮合连接，所述转轴一、转轴二和转轴三的外侧固定连接有搅拌杆。

进一步的，所述搅料管外侧连通有接料管，所述接料管内部以及搅料管的一侧均设置有风机，所述接料管和搅料管的一端分别设置有接料箱三和接料箱四，所述搅料管的内壁内部设置有加热电阻丝。

进一步的，所述支撑架的外侧对称开设有滑槽，滑槽内滑动连接有滑块，所述支撑架的外侧螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的一端固定连接有把手，所述螺纹杆的另一端与滑块通过轴承活动连接，所述滑块的顶部安装有电动刀盘一，所述支撑架的内部对称设置有电动刀盘二。

本发明还提出一种废旧锂电池拆解用隔膜分选设备的分选操作方法，包括下列步骤：

步骤一：首先将废旧锂电池包放置在夹持爪一顶部的夹持爪三内，支撑架和横架外侧安装的夹持爪三对锂电池的底部和顶部进行夹持，传送带将锂电池输送至电动刀盘一的位置后，两个电动刀盘一将锂电池的两端进行切割，使锂电池内部的极片以及隔膜暴露在其两端；

步骤二：传送带带动锂电池继续输送，直齿轮一与齿条啮合连接，进而使夹持爪一、夹持爪二和夹持爪三带动锂电池转动度后，电动刀盘二沿着锂电池的另外两侧进行切割，使锂电池外壳被分割成上外壳和下外壳；

步骤三：上外壳和下外壳在铲刀的作用下之间分离，并在夹持爪三和导向架的作用下输送至指定位置，同时极片和隔膜掉落进接料箱内并被粉碎辊粉碎，极片和隔膜的粉碎混合物被旋叶输送至搅料管内，并在多个搅拌杆以及加热电阻丝的配合下，使隔膜和极片分离的更加彻底，最后通过风机将质量较轻的隔膜进行吸收，进而完成对锂电池的隔膜分选。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明使用时，通过设置在横架和支撑架的外侧分别设置有夹持爪二和夹持爪一，夹持爪一和夹持爪二通过夹持爪三对废旧锂电池包的顶部和底部进行夹紧，再通过电动刀盘一对废旧锂电池包的两端进行切断，使内部的隔膜以及极片裸露在外，再通过电动刀盘二对废旧锂电池包的外侧进行切割，再通过铲刀将锂电池包的上外壳和下外壳进行破开，进而使夹持爪一和夹持爪二将上、下外壳沿着导向架外侧输送至指定位置，隔膜以及极片进入粉碎辊内进行破碎，进而实现后续分选步骤仅需对极片和隔膜进行分选即可，解决现有装置是将锂电池包直接粉碎，导致电池外壳以及极片还有隔膜混合在一起，进而增加分选难度的问题；

2、本发明在使用时，通过设置有分离组件，转轴一通过旋叶将极片和隔膜的混合物输送至搅料管内，搅拌杆配合加热电阻丝对极片和隔膜进行烘干，进而将通过电解液粘合在一起的极片和隔膜进行分离，再配合多个风机，风机将质量较轻的隔膜吸入至接料管内，质量较重的极片在自身重力作用下落入至搅料管底部，进而实现对隔膜和极片的快速分选。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明的整体结构俯视图；

图2为本发明的分离组件内部剖视图；

图3为本发明的整体结构剖视图；

图4为本发明的A区域放大结构示意图；

图5为本发明的铲刀将锂电池外壳破开成上外壳和下外壳过程示意图；

图6为本发明的导向架立体结构示意图。

附图标记：1、支撑架；2、传动辊；3、滑块；4、螺纹杆；5、破开组件；500、传送带；501、锥齿轮一；502、锥齿轮二；503、支架；504、转盘；505、短杆；506、连杆；507、滑杆；508、直齿轮一；509、夹持爪一；510、铲刀；511、夹持爪二；512、夹持爪三；513、限位夹；514、导向架；515、齿条；6、电动刀盘一；7、电动刀盘二；11、导向轮；12、分离组件；121、滑轨；122、接料箱二；123、粉碎辊；124、输送筒；125、转轴一；126、搅拌杆；127、搅料管；128、转轴二；129、接料管；130、风机。

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。

如图1-6所示，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

现有装置对于废旧锂电池包内的隔膜进行分选的步骤一般都是将整个废旧锂电池包放进粉碎机内进行粉碎，再将这些混合着多种物质的碎料倒入分选池内，利用浮选的方法将隔膜进行分选，同时还要经过磁选等繁琐的步骤将极片和锂电池外壳进行分离收集，这样的分选方法不能将锂电池的各个部分进行快速准确拆分，而且锂电池的外侧的塑料包装由于和隔膜一样质量较轻，利用浮选方法会使分选后的隔膜内含有一定量塑料包装杂质，为解决此问题，具体操作如下：

首先根据锂电池的大小调节电动刀盘一6的位置，转动螺纹杆4，螺纹杆4带动滑块3和电动刀盘一6进行移动，直至移动至指定位置，再将锂电池放置在传送带500表面，并在传动辊2带动下进行输送，传动辊2的转动带动锥齿轮一501进行转动，锥齿轮一501和支架503一侧安装的锥齿轮二502啮合连接，锥齿轮二502在锥齿轮一501的作用下带动转盘504进行转动，转盘504的外侧固定连接有短杆505，短杆505与，转盘504的转动使短杆505带动连杆506进行移动，连杆506带动滑杆507在套筒内进行固定距离的往复滑动，滑杆507的一端固定连接有推板，滑杆507带动推板不断推动锂电池，进而实现对放置在夹持爪三512内的锂电池进行位置矫正，便于电动刀盘一6对锂电池的两端进行切割，待锂电池的位置矫正完毕后，横架下方设置的夹持爪三512配合支撑架1顶部的夹持爪三512对锂电池顶部和底部进行夹紧，防止电动刀盘一6在切割锂电池的过程中发生晃动；

电动刀盘一6对锂电池的两端进行切割后，锂电池两端掉落下来的外壳在支撑架1内壁固定的导板的作用下，从传送带500的两侧掉落，传送带500带动被切割后锂电池继续移动，直至直齿轮一508与齿条515啮合转动，进而使夹持爪三512带动锂电池进行90度的旋转，支撑架1两侧的电动刀盘二7对锂电池另外两端的外壳进行切割，使锂电池的外壳由整体被切割成上外壳和下外壳，铲刀510从锂电池外壳被切割缝隙处插进，进而使夹持爪三512带动分别带动上外壳和下外壳从导向架514的顶部和底部分别滑过，夹持爪三512抵紧上外壳和下外壳在导向架514外侧的导向轮11外侧进行滑动，并且导向架514的底部设置成弧形，进而使夹持爪三512带动下外壳沿着导向架514移动至指定位置进行收集，需要在此说明的是，导向架514的间隙要比锂电池的外壳的宽度要窄，便于锂电池的上外壳和下外壳沿着导向架514的外侧输送至指定位置；

实施例二：

为解决现有装置都是将锂电池整体破碎，导致隔膜分选步骤繁琐，本发明为优化隔膜分选步骤具体操作如下：

锂电池经过破开组件5的处理后，锂电池的外壳和塑料包装进入接料箱一内，使锂电池的隔膜以及极片通过滑轨121输送至接料箱二122内，通过将隔膜和极片与锂电池外壳以及塑料包装进行分离，进而使对锂电池的整体分选优化成仅对极片和隔膜进行分选，极片和隔膜被粉碎辊123进行粉碎并掉落至输送筒124内，分离组件12包括的转轴一125带动旋叶转动，进而将极片和隔膜的碎料混合物输送至搅料管127内，并在转轴二128和转轴三的配合下，多个搅拌杆126配合加热电阻丝对极片和隔膜的碎料混合物进行烘干搅拌，使通过电解液粘合的极片和隔膜进行完全分离，接料管129内部以及搅料管127的一侧均设置有风机130，风机130使质量较轻的隔膜悬浮在搅料管127内部，并在接料管129内部的风机130作用下将悬浮的隔膜进行收集，质量较重的极片在自身重力下掉落至搅料管127底部。

实施例三：

夹持爪一509和夹持爪二511外侧通过压缩弹簧一连接有夹持爪三512，夹持爪三512的内侧转动连接有若干限位夹513，限位夹513的一侧设置有防滑垫，限位夹513的另一侧与夹持爪三512之间固定连接有压缩弹簧二，锂电池放置在夹持爪三512内的过程中，锂电池挤压限位夹513，限位夹513的转动并在防滑垫以及压缩弹簧二的作用下对锂电池外侧进行夹紧，防止在后续切割的过程中出现晃动。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种废旧锂电池拆解用隔膜分选设备，包括支撑架（1）和横架，所述支撑架（1）的顶部安装有横架，其特征在于，所述支撑架（1）和横架的内侧均通过轴承活动连接有若干传动辊（2），所述支撑架（1）的内侧安装有破开组件（5），所述破开组件（5）包括传送带（500），所述传送带（500）安装在对应设置的传动辊（2）内，其中一个所述传动辊（2）的两端均固定连接有锥齿轮一（501），所述支撑架（1）的外侧对称固定有支架（503），所述支架（503）的一侧通过轴承活动连接有锥齿轮二（502），所述锥齿轮二（502）与锥齿轮一（501）啮合连接；

所述锥齿轮二（502）的一端通过点焊固定有转盘（504），所述转盘（504）的一侧固定连接有短杆（505），所述短杆（505）的外侧通过轴承活动连接有若干连杆（506），所述支撑架（1）的顶部固定连接有若干套筒，套筒内滑动连接有滑杆（507），所述连杆（506）的一端与滑杆（507）转动连接，所述滑杆（507）远离连杆（506）的一端固定连接有推板；

所述传送带（500）的外侧均通过轴承活动连接有直齿轮一（508），所述支撑架（1）顶部的直齿轮一（508）固定连接有夹持爪一（509），横架底部的直齿轮一（508）固定连接有夹持爪二（511），所述支撑架（1）和横架的内侧均固定连接有齿条（515），所述齿条（515）与对应设置的直齿轮一（508）啮合连接，所述夹持爪一（509）和夹持爪二（511）的内侧均通过压缩弹簧一连接有夹持爪三（512），所述夹持爪三（512）的内侧转动连接有若干限位夹（513），所述限位夹（513）的一侧设置有防滑垫，所述限位夹（513）的另一侧与夹持爪三（512）之间固定连接有压缩弹簧二，所述支撑架（1）的内部对称设置有导向架（514），所述导向架（514）的一端固定连接有铲刀（510），所述导向架（514）的顶部通过轴承活动连接有若干导向轮（11）；

所述导向架（514）的底部设置成弧形，所述支撑架（1）的底部设置有接料箱一，所述支撑架（1）的一侧设置有分离组件（12），所述分离组件（12）包括滑轨（121），所述传送带（500）的下方设置有滑轨（121），所述滑轨（121）一端的下方设置有接料箱二（122），所述接料箱二（122）的内部通过轴承活动连接有粉碎辊（123），且粉碎辊（123）呈对称设置，所述接料箱二（122）的一侧安装有输送筒（124），所述输送筒（124）的内部设置有转轴一（125），所述转轴一（125）的外侧固定连接有旋叶，所述输送筒（124）的外侧设置有电机二，且电机二的输出端与转轴一（125）固定连接；

所述支撑架（1）的外侧对称开设有滑槽，滑槽内滑动连接有滑块（3），所述支撑架（1）的外侧螺纹连接有螺纹杆（4），所述螺纹杆（4）的一端固定连接有把手，所述螺纹杆（4）的另一端与滑块（3）通过轴承活动连接，所述滑块（3）的顶部安装有电动刀盘一（6），所述支撑架（1）的内部对称设置有电动刀盘二（7）。

2.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池拆解用隔膜分选设备，其特征在于，所述输送筒（124）的一侧连通有搅料管（127），所述搅料管（127）内通过轴承活动连接有转轴二（128），所述转轴一（125）的一端固定连接有锥齿轮五，且锥齿轮五的外侧固定连接有顶齿，所述转轴二（128）的外侧套设固定有直齿轮二和锥齿轮六，且直齿轮二与顶齿啮合连接，所述搅料管（127）的内壁通过轴承活动连接有转轴三，转轴三的外侧套设固定有锥齿轮七，且锥齿轮六与锥齿轮七啮合连接，所述转轴一（125）、转轴二（128）和转轴三的外侧固定连接有搅拌杆（126）。

3.根据权利要求2所述的一种废旧锂电池拆解用隔膜分选设备，其特征在于，所述搅料管（127）外侧连通有接料管（129），所述接料管（129）内部以及搅料管（127）的一侧均设置有风机（130），所述接料管（129）和搅料管（127）的一端分别设置有接料箱三和接料箱四，所述搅料管（127）的内壁内部设置有加热电阻丝。

4.一种如权利要求3所述的一种废旧锂电池拆解用隔膜分选设备的分选操作方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一：首先将废旧锂电池包放置在夹持爪一（509）顶部的夹持爪三（512）内，支撑架（1）和横架外侧安装的夹持爪三（512）对锂电池的底部和顶部进行夹持，传送带（500）将锂电池输送至电动刀盘一（6）的位置后，两个电动刀盘一（6）将锂电池的两端进行切割，使锂电池内部的极片以及隔膜暴露在其两端；

步骤二：传送带（500）带动锂电池继续输送，直齿轮一（508）与齿条（515）啮合连接，进而使夹持爪一（509）、夹持爪二（511）和夹持爪三（512）带动锂电池转动90度后，电动刀盘二（7）沿着锂电池的另外两侧进行切割，使锂电池外壳被分割成上外壳和下外壳；

步骤三：上外壳和下外壳在铲刀（510）的作用下之间分离，并在夹持爪三（512）和导向架（514）的作用下输送至指定位置，同时极片和隔膜掉落进接料箱二（122）内并被粉碎辊（123）粉碎，极片和隔膜的粉碎混合物被旋叶输送至搅料管（127）内，并在多个搅拌杆（126）以及加热电阻丝的配合下，使隔膜和极片分离的更加彻底，最后通过风机（130）将质量较轻的隔膜进行吸收，进而完成对锂电池的隔膜分选。

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