CN115000562A - 一种废旧锂电池回收处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于电池技术领域，具体的说是一种废旧锂电池回收处理设备，包括放电池、密封顶盖、电池放置箱、支撑转轴、搅拌叶、一号电机、连接套和气体处理部件；本发明通过控制器控制一号电机间歇转动，进而一号电机带动支撑转轴转动，进而支撑转轴带动搅拌叶转动，进而搅拌叶推动盐溶液流动，进而使得液体在放电池中形成循环，进而带动远离阴极与阳极的氢离子与氯离子向电池的阴极与阳极流动，使得阴极与阳极附近的氢离子与阳离子浓度增加，进而加快电池的放电，进而实现了对锂电池残留电能的深度释放，进而避免在对锂电池进行拆解破碎的后续处理时因电池受到撞击或刺破而发生燃烧爆炸，进而保证了锂电池回收处理使得安全性。

Description

一种废旧锂电池回收处理设备

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体的说是一种废旧锂电池回收处理设备。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池；因其具有电压高、比容大、寿命长和无记忆效应等被广泛应用。

在锂电池达到其使用寿命或不正当使用导致锂电池报废后，若不对其进行回收不仅会对缓降构成威胁，而且锂电池中含有的贵重金属也将造成浪费，因此需要对废旧的锂电池进行回收，回收的废旧锂电池中多少会残留一些电能，未被完全放电的电池在进行拆解破碎处理的过程中容易发生燃烧爆炸，给锂电池回收处理带来危险，因此在锂电池进行拆解破碎的前需要进深度的完全的放电，以保证拆解破碎时的安全，锂电池在深度放电时可以通过物理或化学的方式进行放电，物理放电一般采用外接负载的方式，即通过电池与电阻相连，电池中的电量通过放热消耗，不适用大规模的放电，是化学放电，即利用电池的正负极金属为阴极和阳极，在溶液中通过电解过程来消耗电池中残余的电量，目前主要以氯化钠溶液为电解质，废旧锂离子电池为电源进行放电，适合大规模的放电，但是在化学放电时，若将电池长时间静置在盐溶液中，随着电解时间的增加阴极附近的氢离子结合成氢气，阳极附近的氯离子结合成氯气，进而使得阴极附近的氢离子与阳极附近的氯离子浓度降低，进而降低了锂电池的放电速度，为了加快远离阴极的氢离子移动到阴极附近，远离阳极的氯离子移动到阳极，可以使得放电池中的溶液处于流动状态，但是流动状态的溶液容易干扰氢离子向阴极移动以及氯离子向阳极移动的轨迹，进而不利于氢离子与氯离子快速向阴极与阳极移动。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种废旧锂电池回收处理设备。本发明主要用于解决现有的锂电池采用化学方法放电时随着电解时间的增加使得溶液中离子分布不均进而导致放电时间较长效率较低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供了一种废旧锂电池回收处理设备，包括放电池、密封顶盖、电池放置箱、支撑转轴、搅拌叶、一号电机、连接套和气体处理部件；所述放电池内设置有所述电池放置箱；所述电池放置箱的下方设置有所述搅拌叶；所述搅拌叶固定连接在所述支撑转轴的一端；所述支撑转轴的另一端穿过所述放电池底部且固定连接在所述一号电机的转轴上；所述一号电机的安装座连接在所述放电池底部；所述支撑转轴通过所述连接套与所述放电池底部转动连接；所述放电池内盛有导电的盐溶液；所述放电池的上方设置有密封顶盖；所述密封顶盖连接在所述放电池的上顶面上；所述密封顶盖上设置有所述气体处理部件；所述气体处理部件用于对放电过程中产生的气体进行处理。

工作时，锂电池在回收报废后其内部多少会残留一些电能，未被完全放电的电池在进行拆解破碎处理的过程中容易发生燃烧爆炸，给锂电池回收处理带来危险，因此在锂电池进行拆解破碎的前需要进深度的完全的放电，使其电压低于.V以保证拆解破碎时的安全，锂电池在深度放电时可以通过物理或化学的方式进行放电，物理放电一般采用外接负载的方式，即通过电池与电阻相连，电池中的电量通过放热消耗，不适用大规模的放电，是化学放电，即利用电池的正负极金属为阴极和阳极，在溶液中通过电解过程来消耗电池中残余的电量，目前主要以氯化钠溶液为电解质，废旧锂离子电池为电源进行放电，适合大规模的放电，在化学放电时，若将电池长时间静置在盐溶液中(一般常用氯化钠溶液)，随着电解时间的增加阴极附近的氢离子结合成氢气，阳极附近的氯离子结合成氯气，进而使得阴极附近的氢离子与阳极附近的氯离子浓度降低，进而降低了锂电池的放电速度，为了加快远离阴极的氢离子移动到阴极附近，远离阳极的氯离子移动到阳极，可以使得放电池中的溶液处于流动状态，但是流动状态的溶液容易干扰氢离子向阴极移动以及氯离子向阳极移动的轨迹，进而不利于氢离子与氯离子快速向阴极与阳极移动；因此通过将废旧锂电池放置在电池放置箱内，随后打开放电池的密封顶盖，然后将电池放置箱放入放电池中，使得电池放置箱内的电池完全浸没在盐溶液中，电池放置箱连接在放电池的侧壁上，紧接着盖上密封顶盖，控制器中的计时模块开始计时，待计时模块计时时间等于设定时间时，控制器控制一号电机转动，进而一号电机带动支撑转轴转动，进而支撑转轴带动搅拌叶转动，进而搅拌叶推动盐溶液流动，进而使得液体在放电池中形成循环，进而带动远离阴极与阳极的氢离子与氯离子向电池的阴极与阳极流动，使得阴极与阳极附近的氢离子与阳离子浓度增加，进而加快电池的放电，过程中控制器对一号电机转动的时间进行控制，待电机转动的时间达到设定时间是，控制器控制一号电机停止转动，进而使得盐溶液流动速度降低直至停止流动，待达到设定时间后再次控制一号电机转动，经过反复间歇的控制一号电机转动直至电池的电压低于1.5V时结束，进而实现了对锂电池残留电能的深度释放，进而避免在对锂电池进行拆解破碎的后续处理时因电池受到撞击或刺破而发生燃烧爆炸，进而保证了锂电池回收处理使得安全性；由于电池的放电时通过电解盐溶液完成放电的，因此电解的过程中会产生氢气和氯气，氯气为有害气体，去要除去，因此通过在密封顶盖上设置气体处理装置进而进产生的气体除去，进而避免对操作人员的身心健康造成影响以及环境造成污染和破坏，同时氢气与氯气混合在光照的条件下会发生爆炸，因此放电池以及密封顶盖均匀不透光的材质，并且反应池应该置于无光照的环境下。

优选的，所述放电池包括放电腔和循环腔；所述放电腔与所述循环腔之间通过隔板分隔开；所述电池放置箱与所述搅拌叶位于所述放电腔内；所述隔板与所述放电池底部之间留有间距形成一号循环通道；所述隔板上设置有二号循环通道；所述二号循环通道位于所述盐溶液的液面与所述一号循环通道之间靠近所述盐溶液液面一侧；所述密封顶盖包括放电密封盖和循环密封盖；所述放电密封盖连接在所述放电腔上且可进行开闭；所述循环密封盖固定连接在所述循环腔上。

工作时，通过将放电池多增加一个循环腔，进而增加了可以参加电解反应的盐溶液体积，进而增加了可参加反应的氢离子与氯离子的含量，进而保证电池内的电能能够完全释放，通过一号循环通道与二号循环通道，进而使得放电腔与循环腔连通，进而在一号电机带动搅拌叶转动，进而带动盐溶液流动时，由于搅拌叶将其盐溶液推向电池放置箱内，进而搅拌叶下方的盐溶液向其上方补充，因为一号循环通道位于放电腔底部，进而使得循环腔内的盐溶液向放电腔内流动，进而放电腔上层反应过的盐溶液通过靠近液面一侧的二号循环通道向循环腔内移动，进而放电腔与循环腔形成外循环，进而降低了放电腔内溶液的内循环，进而始终使得含有较高浓度的氢离子与氯离子的盐溶液从放电腔底部进入将反应过后氢离子与氯离子含量相对较低的盐溶液替换掉，进而减缓了放电腔中氢离子和氯离子的含量的下降速度，进而保证电池能够以较为稳定的速度放电，进而减少了完全放电的时间，进而提高了放电的效率，进而提高了电池回收处理的效率。

优选的，所述气体处理部件包括连接软管、输气管、排气头和碱性干燥剂；所述输气管的一端连接所述排气头；所述排气头位于所述循环腔的所述盐溶液内；所述排气头靠近所述循环腔底部；所述输气管的另一端固定连接在所述循环密封盖上；所述循环密封盖与所述放电密封盖之间通过所述连接软管连通；所述循环密封盖与所述放电密封盖均匀为圆锥状结构；所述循环密封盖顶部设置有气体出口；所述气体出口与外界存储设备连通；所述循环密封盖的圆锥结构内设置有蓬松的所述碱性干燥剂；所述隔板上设置有通气管；所述通气管贯穿所述隔板；所述通气管处在所述循环腔内一端高于所述盐溶液液面5mm-10mm；所述通气管处在所述放电腔内一端位于所述盐溶液内且距离所述盐溶液液面5mm-10mm。

工作时，锂电池在放电的过程中，阴极会产生大量的氢氧根离子，阳极会产生大量的钠离子，氢氧根离子与钠离子形成氢氧化钠，由于搅拌叶得作用，含有氢氧化钠的溶液从二号循环通道进入循环腔，因为在放电腔内电解时产生氯气，氯气可以与含有氢氧化钠的溶液进行反应，并且氯气是有害气体，因此通过在放电密封盖与循环密封盖之间设置连接软管，连接软管与输气管连通，并且连接有排气头的输气管一端没于循环腔内，进而随着放电腔内的气体不断增多，进而气体从连接软管进入通气管中，在未反应前没于溶液内的输气管内部有溶液，随着气体的增多，进而将输气管内的液体挤压出，此时一号电机带动搅拌叶转动，将电解后进放电腔内含有氢氧化钠的溶液通过二号循环通道进入循环腔内，氢气与氯气的混合气体从排气头排除，进而混合气体中的氯气与循环腔内的氢氧化钠反应，产物中含有氯化钠和水，进而使得部分氯离子重新回到溶液中，进而对有害气体进行吸收，同时降低了溶液中氯离子的消耗；一段时间后控制器控制气体出口与外界存储设备连通，进而对剩余氢气进行存储，在氢气从气体出口排除的过程中可能会携带部分氯气，造成氢气纯度不高他，因此通过在循环密封盖上设置碱性干燥剂(碱石灰)，进而通过碱性干燥剂对氯气进行吸收，进而提高了氢气的纯度，同时进一步消除混合气体中的有害气体；碱性干燥剂在使用一段时间后更换，以保证对有害气体的持续吸收；由于氯气部氢气和空气重，因此未反应的氯气在循环腔内处于最下层，因此通过设置通气管，由于通气管在循环腔内一端高于盐溶液液面，并且通气管在放电腔内一端位于盐溶液内，当循环腔内的压强高于放电腔内时，循环腔内的氯气会经过通气管进入放电腔内，进而重新通过软管循环进入循环腔，进而再次对氯气进行处理，进而增加了对有害气体氯气的吸收。

优选的，所述排气头的一端固定连接在转动轴的一端；所述转动轴的另一端穿过所述循环腔底部且与二号电机的转轴固定连接；所述二号电机的安装座固定连接在所述放电池的底部；所述排气头的另一端与所述输气管转动连接；所述排气头的侧壁上沿圆周方向均匀间隔设置排气管；所述排气管与所述输气管连通；所述排气管固定连接在所述排气头上；所述排气管上均匀间隔设置有排气小孔。

工作时，混合气体从排气头直接进入循环腔内时会直接从输气管附近排出，很难均匀分布在整个循环腔的液体中上升排出，进而降低了氯气与溶液中氢氧化钠的接触，进而降低了对氯气的吸收；因此通过控制器控制二号电机缓慢的转动，进而二号电机带动排气头转动，进而排气头带动沿其圆周方向均匀间隔设置的排气管转动，因为排气管上均匀间隔设置有排气小孔，进而混合气体从排气小孔内排出，进而使得混合气体更加均匀的从液体中排出，进而增加了混合气体中氯气与溶液中氢氧化钠的接触，进而加快的对氯气的吸收，进而提高了液体中的氯离子的浓度，进而避免因液体中氯离子含量降低而造成电池放电时间增加，进而提高了电池放电的速度；通过控制电机的缓慢移动，进而避免循环腔内液体流动对放电腔产生扰动，进而保证电池的放电。

优选的，所述循环腔内设置有离子检测仪和液面高度传感器；所述放电池外位于所述循环腔一侧设置有料箱；所述料箱与所述循环腔连通；所述料箱固定连接在所述放电池的外壁上；所述料箱出口处设置有阀；所述料箱内盛放有高浓度盐溶液。

工作时，随着电池的不断放电，进而会造成盐溶液中氯离子含量降低，同时会消耗溶液中的水，进而使得盐溶液的体积减少，进而容易造成放电速度变慢的情况，因此通过在循环腔中设置离子检测仪和液面高度传感器，通过离子检测仪检测溶液中含有的氯离子的浓度，当氯离子浓度降低到到设定值时通过控制器控制阀的打开来使得料箱内高浓度的盐溶液进入循环腔内，进而对溶液中的锂离子进行补充，进而保证溶液中氯离子的浓度在合适范围，进而保证了电池的持续放电，进而进而缩短了放电时间，提高了电池深度放电的时间，同时通过液面高度传感器监测溶液液面高度，进而避免投放时液面高度变化高于设定值，同时当液面低于设定值时可通过投放盐溶液来弥补；进而保证了电池放置箱内的电池始终没于溶液中。

优选的，所述放电腔底部下方设置有电动滑台；所述电动滑台固定连接在所述放电池的支柱上；所述电动滑台的滑座上设置有滑动支座；所述滑动支座固定连接在所述电动滑台的滑座上；所述支撑转轴转动连接在所述滑动支座上；所述一号电机的安装座固定连接在所述滑动支座上；所述支撑转轴与所述连接套滑动连接；所述放电腔内设置有放置架；所述放置架转动连接在所述放电腔内壁上；所述放置架上设置沿圆周方向均匀间隔设置有滑槽；所述电池放置箱上边缘处对应所述滑槽设置有凸起；所述电池放置箱底部设置有驱动槽；所述支撑转轴位于所述搅拌叶一端端部设置有驱动凸台。

工作时，由于电池是完全浸泡在盐溶液中的，在进行后去处理时需要将表面的水分去除干净，因此在放电完成后通过控制器控制放电腔下方设置的电动滑台移动，进而电动滑台的滑座带动滑动支座运动，进而滑动支座带动支撑转轴上升移动，同时控制器控制一号电机缓慢转动，过程中驱动凸台与驱动槽配合后电池放置箱跟随转动(由于电池放置箱边缘的凸起是滑动连接在放置架的滑槽内的，并且放置架转动连接在放电腔内壁上)，当支撑转轴将电池放置箱顶出，并且搅拌叶完全露出液面以后，电动滑台停止移动，此时控制器控制一号电机的转速增加，进而支撑转轴带动电池放置箱转动，进而在离心力的作用下进电池表面的水分甩干，同时转动的搅拌叶带动空气流通进而加快电池放置箱内电池表面的水分的蒸发，当电池表面无水分后，打开放电密封盖，取出电池放置箱，进而使得从电池深度放电后从放电池直接取出后即可进行后续处理；在搅拌叶转动带动空气流动，使得原本残留在放电腔内未经过连接软管进入循环腔内的混合气体进入，进而将残留的混合空气中的氯气进行除去，进而避免残留的氯气对操作人员打开放电密封盖时对操作人员健康造成伤害；同时支撑转轴将电池放置箱上顶靠近放电腔进出口，进而方便电池放置箱的取放，进而降低了操作人员的劳动强度，在新的电池放置箱放入后通过控制电动滑台移动，进而使得电池放置箱的电池没于液体中，同时支撑转轴上的驱动凸台离开电池放置箱底部的驱动槽。

优选的，所述搅拌叶与所述连接套之间设置有波纹密封管；所述波纹密封管套设在所述支撑转轴上；所述波纹密封管的一端固定连接在所述所述搅拌叶上；所述波纹密封管的另一端固定连接在所述连接套上。

工作时，由于支撑转轴不仅与放电池底部之间要转动，而且还要滑动，因此通过在支撑转轴上套设波纹密封管，进而对支撑轴与连接套之间的滑动连接进行密封，因为波纹密封管可以被压缩，进而在滑动的过程中避免溶液从间隙中渗漏，同时避免溶液对支撑转轴的腐蚀，提高了支撑转轴的使用寿命。

本发明的有益效果如下：

1.本发明中通过将废旧锂电池放置在电池放置箱内，随后打开放电池的密封顶盖，然后将电池放置箱放入放电池中，使得电池放置箱内的电池完全浸没在盐溶液中，电池放置箱连接在放电池的侧壁上，紧接着盖上密封顶盖，控制器中的计时模块开始计时，待计时模块计时时间等于设定时间时，控制器控制一号电机转动，进而一号电机带动支撑转轴转动，进而支撑转轴带动搅拌叶转动，进而搅拌叶推动盐溶液流动，进而使得液体在放电池中形成循环，进而带动远离阴极与阳极的氢离子与氯离子向电池的阴极与阳极流动，使得阴极与阳极附近的氢离子与阳离子浓度增加，进而加快电池的放电，过程中控制器对一号电机转动的时间进行控制，待电机转动的时间达到设定时间是，控制器控制一号电机停止转动，进而使得盐溶液流动速度降低直至停止流动，待达到设定时间后再次控制一号电机转动，经过反复间歇的控制一号电机转动直至电池的电压低于1.5V时结束，进而实现了对锂电池残留电能的深度释放，进而避免在对锂电池进行拆解破碎的后续处理时因电池受到撞击或刺破而发生燃烧爆炸，进而保证了锂电池回收处理使得安全性；由于电池的放电时通过电解盐溶液完成放电的，因此电解的过程中会产生氢气和氯气，氯气为有害气体，去要除去，因此通过在密封顶盖上设置气体处理装置进而进产生的气体除去，进而避免对操作人员的身心健康造成影响以及环境造成污染和破坏，同时氢气与氯气混合在光照的条件下会发生爆炸，因此放电池以及密封顶盖均匀不透光的材质，并且反应池应该置于无光照的环境下。

2.本发明中通过一号循环通道与二号循环通道，进而使得放电腔与循环腔连通，进而在一号电机带动搅拌叶转动，进而带动盐溶液流动时，由于搅拌叶将其盐溶液推向电池放置箱内，进而搅拌叶下方的盐溶液向其上方补充，因为一号循环通道位于放电腔底部，进而使得循环腔内的盐溶液向放电腔内流动，进而放电腔上层反应过的盐溶液通过靠近液面一侧的二号循环通道向循环腔内移动，进而放电腔与循环腔形成外循环，进而降低了放电腔内溶液的内循环，进而始终使得含有较高浓度的氢离子与氯离子的盐溶液从放电腔底部进入将反应过后氢离子与氯离子含量相对较低的盐溶液替换掉，进而减缓了放电腔中氢离子和氯离子的含量的下降速度，进而保证电池能够以较为稳定的速度放电，进而减少了完全放电的时间，进而提高了放电的效率，进而提高了电池回收处理的效率。

3.本发明中通过在放电密封盖与循环密封盖之间设置连接软管，连接软管与输气管连通，并且连接有排气头的输气管一端没于循环腔内，进而随着放电腔内的气体不断增多，进而气体从连接软管进入通气管中，在未反应前没于溶液内的输气管内部有溶液，随着气体的增多，进而将输气管内的液体挤压出，此时一号电机带动搅拌叶转动，将电解后进放电腔内含有氢氧化钠的溶液通过二号循环通道进入循环腔内，氢气与氯气的混合气体从排气头排除，进而混合气体中的氯气与循环腔内的氢氧化钠反应，产物中含有氯化钠和水，进而使得部分氯离子重新回到溶液中，进而对有害气体进行吸收，同时降低了溶液中氯离子的消耗；一段时间后控制器控制气体出口与外界存储设备连通，进而对剩余氢气进行存储，在氢气从气体出口排除的过程中可能会携带部分氯气，造成氢气纯度不高他，因此通过在循环密封盖上设置碱性干燥剂(碱石灰)，进而通过碱性干燥剂对氯气进行吸收，进而提高了氢气的纯度，同时进一步消除混合气体中的有害气体；碱性干燥剂在使用一段时间后更换，以保证对有害气体的持续吸收；由于氯气部氢气和空气重，因此未反应的氯气在循环腔内处于最下层，因此通过设置通气管，由于通气管在循环腔内一端高于盐溶液液面，并且通气管在放电腔内一端位于盐溶液内，当循环腔内的压强高于放电腔内时，循环腔内的氯气会经过通气管进入放电腔内，进而重新通过软管循环进入循环腔，进而再次对氯气进行处理，进而增加了对有害气体氯气的吸收。

4.本发明中通过控制器控制二号电机缓慢的转动，进而二号电机带动排气头转动，进而排气头带动沿其圆周方向均匀间隔设置的排气管转动，因为排气管上均匀间隔设置有排气小孔，进而混合气体从排气小孔内排出，进而使得混合气体更加均匀的从液体中排出，进而增加了混合气体中氯气与溶液中氢氧化钠的接触，进而加快的对氯气的吸收，进而提高了液体中的氯离子的浓度，进而避免因液体中氯离子含量降低而造成电池放电时间增加，进而提高了电池放电的速度；通过控制电机的缓慢移动，进而避免循环腔内液体流动对放电腔产生扰动，进而保证电池的放电。

5.本发明中通过在循环腔中设置离子检测仪和液面高度传感器，通过离子检测仪检测溶液中含有的氯离子的浓度，当氯离子浓度降低到到设定值时通过控制器控制阀的打开来使得料箱内高浓度的盐溶液进入循环腔内，进而对溶液中的锂离子进行补充，进而保证溶液中氯离子的浓度在合适范围，进而保证了电池的持续放电，进而进而缩短了放电时间，提高了电池深度放电的时间，同时通过液面高度传感器监测溶液液面高度，进而避免投放时液面高度变化高于设定值，同时当液面低于设定值时可通过投放盐溶液来弥补；进而保证了电池放置箱内的电池始终没于溶液中。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明中回收处理设备的整体结构示意图；

图2是本发明中回收处理设备的内部结构示意图；

图3是本发明中电池放置箱在溶液中的示意图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是本发明中支撑转轴将电池放置箱顶出溶液的示意图；

图6是本发明中排气头与排气管的示意图；

图中：放电池1、放电腔11、循环腔12、隔板13、一号循环通道130、二号循环通道131、通气管14、密封顶盖2、放电密封盖21、循环密封盖22、气体出口220、电池放置箱3、凸起31、驱动槽32、支撑转轴4、驱动凸台41、搅拌叶5、一号电机51、连接套52、气体处理部件6、连接软管61、输气管62、排气头63、碱性干燥剂64、转动轴65、二号电机66、排气管67、排气小孔670、料箱7、电动滑台8、滑动支座81、放置架82、滑槽820、波纹密封管9。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图5所示，一种废旧锂电池回收处理设备，包括放电池1、密封顶盖2、电池放置箱3、支撑转轴4、搅拌叶5、一号电机51、连接套52和气体处理部件6；所述放电池1内设置有所述电池放置箱3；所述电池放置箱3的下方设置有所述搅拌叶5；所述搅拌叶5固定连接在所述支撑转轴4的一端；所述支撑转轴4的另一端穿过所述放电池1底部且固定连接在所述一号电机51的转轴上；所述一号电机51的安装座连接在所述放电池1底部；所述支撑转轴4通过所述连接套52与所述放电池1底部转动连接；所述放电池1内盛有导电的盐溶液；所述放电池1的上方设置有密封顶盖2；所述密封顶盖2连接在所述放电池1的上顶面上；所述密封顶盖2上设置有所述气体处理部件6；所述气体处理部件6用于对放电过程中产生的气体进行处理。

工作时，锂电池在回收报废后其内部多少会残留一些电能，未被完全放电的电池在进行拆解破碎处理的过程中容易发生燃烧爆炸，给锂电池回收处理带来危险，因此在锂电池进行拆解破碎的前需要进深度的完全的放电，使其电压低于1.5V以保证拆解破碎时的安全，锂电池在深度放电时可以通过物理或化学的方式进行放电，物理放电一般采用外接负载的方式，即通过电池与电阻相连，电池中的电量通过放热消耗，不适用大规模的放电，是化学放电，即利用电池的正负极金属为阴极和阳极，在溶液中通过电解过程来消耗电池中残余的电量，目前主要以氯化钠溶液为电解质，废旧锂离子电池为电源进行放电，适合大规模的放电，在化学放电时，若将电池长时间静置在盐溶液中(一般常用氯化钠溶液)，随着电解时间的增加阴极附近的氢离子结合成氢气，阳极附近的氯离子结合成氯气，进而使得阴极附近的氢离子与阳极附近的氯离子浓度降低，进而降低了锂电池的放电速度，为了加快远离阴极的氢离子移动到阴极附近，远离阳极的氯离子移动到阳极，可以使得放电池1中的溶液处于流动状态，但是流动状态的溶液容易干扰氢离子向阴极移动以及氯离子向阳极移动的轨迹，进而不利于氢离子与氯离子快速向阴极与阳极移动；因此通过将废旧锂电池放置在电池放置箱3内，随后打开放电池1的密封顶盖2，然后将电池放置箱3放入放电池1中，使得电池放置箱3内的电池完全浸没在盐溶液中，电池放置箱3连接在放电池1的侧壁上，紧接着盖上密封顶盖2，控制器中的计时模块开始计时，待计时模块计时时间等于设定时间时，控制器控制一号电机51转动，进而一号电机51带动支撑转轴4转动，进而支撑转轴4带动搅拌叶5转动，进而搅拌叶5推动盐溶液流动，进而使得液体在放电池1中形成循环，进而带动远离阴极与阳极的氢离子与氯离子向电池的阴极与阳极流动，使得阴极与阳极附近的氢离子与阳离子浓度增加，进而加快电池的放电，过程中控制器对一号电机51转动的时间进行控制，待电机转动的时间达到设定时间是，控制器控制一号电机51停止转动，进而使得盐溶液流动速度降低直至停止流动，待达到设定时间后再次控制一号电机51转动，经过反复间歇的控制一号电机转动51直至电池的电压低于1.5V时结束，进而实现了对锂电池残留电能的深度释放，进而避免在对锂电池进行拆解破碎的后续处理时因电池受到撞击或刺破而发生燃烧爆炸，进而保证了锂电池回收处理使得安全性；由于电池的放电时通过电解盐溶液完成放电的，因此电解的过程中会产生氢气和氯气，氯气为有害气体，去要除去，因此通过在密封顶盖2上设置气体处理装置进而进产生的气体除去，进而避免对操作人员的身心健康造成影响以及环境造成污染和破坏，同时氢气与氯气混合在光照的条件下会发生爆炸，因此放电池1以及密封顶盖2均匀不透光的材质，并且反应池应该置于无光照的环境下。

如图1、图2、图3和图5所示，所述放电池1包括放电腔11和循环腔12；所述放电腔11与所述循环腔12之间通过隔板13分隔开；所述电池放置箱3与所述搅拌叶5位于所述放电腔11内；所述隔板13与所述放电池1底部之间留有间距形成一号循环通道130；所述隔板13上设置有二号循环通道131；所述二号循环通道131位于所述盐溶液的液面与所述一号循环通道130之间靠近所述盐溶液液面一侧；所述密封顶盖2包括放电密封盖21和循环密封盖22；所述放电密封盖21连接在所述放电腔11上且可进行开闭；所述循环密封盖22固定连接在所述循环腔12上。

工作时，通过将放电池1多增加一个循环腔12，进而增加了可以参加电解反应的盐溶液体积，进而增加了可参加反应的氢离子与氯离子的含量，进而保证电池内的电能能够完全释放，通过一号循环通道130与二号循环通道131，进而使得放电腔11与循环腔12连通，进而在一号电机51带动搅拌叶5转动，进而带动盐溶液流动时，由于搅拌叶5将其盐溶液推向电池放置箱3内，进而搅拌叶5下方的盐溶液向其上方补充，因为一号循环通道130位于放电腔11底部，进而使得循环腔12内的盐溶液向放电腔11内流动，进而放电腔11上层反应过的盐溶液通过靠近液面一侧的二号循环通道131向循环腔12内移动，进而放电腔11与循环腔12形成外循环，进而降低了放电腔11内溶液的内循环，进而始终使得含有较高浓度的氢离子与氯离子的盐溶液从放电腔11底部进入将反应过后氢离子与氯离子含量相对较低的盐溶液替换掉，进而减缓了放电腔11中氢离子和氯离子的含量的下降速度，进而保证电池能够以较为稳定的速度放电，进而减少了完全放电的时间，进而提高了放电的效率，进而提高了电池回收处理的效率。

如图2、图3、图5和图6所示，所述气体处理部件6包括连接软管61、输气管62、排气头63和碱性干燥剂64；所述输气管62的一端连接所述排气头63；所述排气头63位于所述循环腔12的所述盐溶液内；所述排气头63靠近所述循环腔12底部；所述输气管62的另一端固定连接在所述循环密封盖22上；所述循环密封盖22与所述放电密封盖21之间通过所述连接软管61连通；所述循环密封盖22与所述放电密封盖21均匀为圆锥状结构；所述循环密封盖22顶部设置有气体出口220；所述气体出口220与外界存储设备连通；所述循环密封盖22的圆锥结构内设置有蓬松的所述碱性干燥剂64；所述隔板13上设置有通气管14；所述通气管14贯穿所述隔板13；所述通气管14处在所述循环腔12内一端高于所述盐溶液液面5-10mm；所述通气管14处在所述放电腔11内一端位于所述盐溶液内且距离所述盐溶液液面5-10mm。

工作时，锂电池在放电的过程中，阴极会产生大量的氢氧根离子，阳极会产生大量的钠离子，氢氧根离子与钠离子形成氢氧化钠，由于搅拌叶5得作用，含有氢氧化钠的溶液从二号循环通道131进入循环腔12，因为在放电腔11内电解时产生氯气，氯气可以与含有氢氧化钠的溶液进行反应，并且氯气是有害气体，因此通过在放电密封盖21与循环密封盖22之间设置连接软管61，连接软管61与输气管62连通，并且连接有排气头63的输气管62一端没于循环腔12内，进而随着放电腔11内的气体不断增多，进而气体从连接软管61进入通气管14中，在未反应前没于溶液内的输气管62内部有溶液，随着气体的增多，进而将输气管62内的液体挤压出，此时一号电机51带动搅拌叶5转动，将电解后进放电腔11内含有氢氧化钠的溶液通过二号循环通道131进入循环腔12内，氢气与氯气的混合气体从排气头63排除，进而混合气体中的氯气与循环腔12内的氢氧化钠反应，产物中含有氯化钠和水，进而使得部分氯离子重新回到溶液中，进而对有害气体进行吸收，同时降低了溶液中氯离子的消耗；一段时间后控制器控制气体出口220与外界存储设备连通，进而对剩余氢气进行存储，在氢气从气体出口220排除的过程中可能会携带部分氯气，造成氢气纯度不高他，因此通过在循环密封盖22上设置碱性干燥剂64(碱石灰)，进而通过碱性干燥剂64对氯气进行吸收，进而提高了氢气的纯度，同时进一步消除混合气体中的有害气体；碱性干燥剂64在使用一段时间后更换，以保证对有害气体的持续吸收；由于氯气部氢气和空气重，因此未反应的氯气在循环腔12内处于最下层，因此通过设置通气管14，由于通气管14在循环腔12内一端高于盐溶液液面，并且通气管14在放电腔11内一端位于盐溶液内，当循环腔12内的压强高于放电腔11内时，循环腔12内的氯气会经过通气管14进入放电腔11内，进而重新通过软管循环进入循环腔12，进而再次对氯气进行处理，进而增加了对有害气体氯气的吸收。

如图2、图3、图5和图6所示，所述排气头63的一端固定连接在转动轴65的一端；所述转动轴65的另一端穿过所述循环腔12底部且与二号电机66的转轴固定连接；所述二号电机66的安装座固定连接在所述放电池1的底部；所述排气头63的另一端与所述输气管62转动连接；所述排气头63的侧壁上沿圆周方向均匀间隔设置排气管67；所述排气管67与所述输气管62连通；所述排气管67固定连接在所述排气头63上；所述排气管67上均匀间隔设置有排气小孔670。

工作时，混合气体从排气头63直接进入循环腔12内时会直接从输气管62附近排出，很难均匀分布在整个循环腔12的液体中上升排出，进而降低了氯气与溶液中氢氧化钠的接触，进而降低了对氯气的吸收；因此通过控制器控制二号电机66缓慢的转动，进而二号电机66带动排气头63转动，进而排气头63带动沿其圆周方向均匀间隔设置的排气管67转动，因为排气管67上均匀间隔设置有排气小孔670，进而混合气体从排气小孔670内排出，进而使得混合气体更加均匀的从液体中排出，进而增加了混合气体中氯气与溶液中氢氧化钠的接触，进而加快的对氯气的吸收，进而提高了液体中的氯离子的浓度，进而避免因液体中氯离子含量降低而造成电池放电时间增加，进而提高了电池放电的速度；通过控制电机的缓慢移动，进而避免循环腔12内液体流动对放电腔11产生扰动，进而保证电池的放电。

如图2、图3和图5所示，所述循环腔12内设置有离子检测仪和液面高度传感器；所述放电池1外位于所述循环腔12一侧设置有料箱7；所述料箱7与所述循环腔12连通；所述料箱7固定连接在所述放电池1的外壁上；所述料箱7出口处设置有阀；所述料箱7内盛放有高浓度盐溶液。

工作时，随着电池的不断放电，进而会造成盐溶液中氯离子含量降低，同时会消耗溶液中的水，进而使得盐溶液的体积减少，进而容易造成放电速度变慢的情况，因此通过在循环腔12中设置离子检测仪和液面高度传感器，通过离子检测仪检测溶液中含有的氯离子的浓度，当氯离子浓度降低到到设定值时通过控制器控制阀的打开来使得料箱7内高浓度的盐溶液进入循环腔12内，进而对溶液中的锂离子进行补充，进而保证溶液中氯离子的浓度在合适范围，进而保证了电池的持续放电，进而进而缩短了放电时间，提高了电池深度放电的时间，同时通过液面高度传感器监测溶液液面高度，进而避免投放时液面高度变化高于设定值，同时当液面低于设定值时可通过投放盐溶液来弥补；进而保证了电池放置箱3内的电池始终没于溶液中。

如图2、图3和图5所示，所述放电腔11底部下方设置有电动滑台8；所述电动滑台8固定连接在所述放电池1的支柱上；所述电动滑台8的滑座上设置有滑动支座81；所述滑动支座81固定连接在所述电动滑台8的滑座上；所述支撑转轴4转动连接在所述滑动支座81上；所述一号电机51的安装座固定连接在所述滑动支座81上；所述支撑转轴4与所述连接套52滑动连接；所述放电腔11内设置有放置架82；所述放置架82转动连接在所述放电腔11内壁上；所述放置架82上设置沿圆周方向均匀间隔设置有滑槽820；所述电池放置箱3上边缘处对应所述滑槽820设置有凸起31；所述电池放置箱3底部设置有驱动槽32；所述支撑转轴4位于所述搅拌叶5一端端部设置有驱动凸台41。

工作时，由于电池是完全浸泡在盐溶液中的，在进行后去处理时需要将表面的水分去除干净，因此在放电完成后通过控制器控制放电腔11下方设置的电动滑台8移动，进而电动滑台8的滑座带动滑动支座81运动，进而滑动支座81带动支撑转轴4上升移动，同时控制器控制一号电机51缓慢转动，过程中驱动凸台41与驱动槽32配合后电池放置箱3跟随转动(由于电池放置箱3边缘的凸起31是滑动连接在放置架82的滑槽820内的，并且放置架82转动连接在放电腔11内壁上)，当支撑转轴4将电池放置箱3顶出，并且搅拌叶5完全露出液面以后，电动滑台8停止移动，此时控制器控制一号电机51的转速增加，进而支撑转轴4带动电池放置箱3转动，进而在离心力的作用下进电池表面的水分甩干，同时转动的搅拌叶5带动空气流通进而加快电池放置箱3内电池表面的水分的蒸发，当电池表面无水分后，打开放电密封盖21，取出电池放置箱3，进而使得从电池深度放电后从放电池1直接取出后即可进行后续处理；在搅拌叶5转动带动空气流动，使得原本残留在放电腔11内未经过连接软管61进入循环腔12内的混合气体进入，进而将残留的混合空气中的氯气进行除去，进而避免残留的氯气对操作人员打开放电密封盖21时对操作人员健康造成伤害；同时支撑转轴4将电池放置箱3上顶靠近放电腔11进出口，进而方便电池放置箱3的取放，进而降低了操作人员的劳动强度，在新的电池放置箱3放入后通过控制电动滑台8移动，进而使得电池放置箱3的电池没于液体中，同时支撑转轴4上的驱动凸台41离开电池放置箱3底部的驱动槽32。

如图3和图5所示，所述搅拌叶5与所述连接套52之间设置有波纹密封管9；所述波纹密封管9套设在所述支撑转轴4上；所述波纹密封管9的一端固定连接在所述所述搅拌叶5上；所述波纹密封管9的另一端固定连接在所述连接套52上。

工作时，由于支撑转轴4不仅与放电池1底部之间要转动，而且还要滑动，因此通过在支撑转轴4上套设波纹密封管9，进而对支撑轴与连接套52之间的滑动连接进行密封，因为波纹密封管可以被压缩，进而在滑动的过程中避免溶液从间隙中渗漏，同时避免溶液对支撑转轴4的腐蚀，提高了支撑转轴4的使用寿命。

工作时，通过将废旧锂电池放置在电池放置箱3内，随后打开放电池1的密封顶盖2，然后将电池放置箱3放入放电池1中，使得电池放置箱3内的电池完全浸没在盐溶液中，电池放置箱3连接在放电池1的侧壁上，紧接着盖上密封顶盖2，控制器中的计时模块开始计时，待计时模块计时时间等于设定时间时，控制器控制一号电机51转动，进而一号电机51带动支撑转轴4转动，进而支撑转轴4带动搅拌叶5转动，进而搅拌叶5推动盐溶液流动，进而使得液体在放电池1中形成循环，进而带动远离阴极与阳极的氢离子与氯离子向电池的阴极与阳极流动，使得阴极与阳极附近的氢离子与阳离子浓度增加，进而加快电池的放电，过程中控制器对一号电机51转动的时间进行控制，待电机转动的时间达到设定时间是，控制器控制一号电机51停止转动，进而使得盐溶液流动速度降低直至停止流动，待达到设定时间后再次控制一号电机51转动，反复进行直至电池的电压低于1.5V时结束，进而实现了对锂电池残留电能的深度释放，进而避免在对锂电池进行拆解破碎的后续处理时因电池受到撞击或刺破而发生燃烧爆炸，进而保证了锂电池回收处理使得安全性；由于电池的放电时通过电解盐溶液完成放电的，因此电解的过程中会产生氢气和氯气，氯气为有害气体，去要除去，因此通过在密封顶盖2上设置气体处理装置进而进产生的气体除去，进而避免对操作人员的身心健康造成影响以及环境造成污染和破坏，同时氢气与氯气混合在光照的条件下会发生爆炸，因此放电池1以及密封顶盖2均匀不透光的材质，并且反应池应该置于无光照的环境下。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种废旧锂电池回收处理设备，其特征在于：包括放电池(1)、密封顶盖(2)、电池放置箱(3)、支撑转轴(4)、搅拌叶(5)、一号电机(51)、连接套(52)和气体处理部件(6)；所述放电池(1)内设置有所述电池放置箱(3)；所述电池放置箱(3)的下方设置有所述搅拌叶(5)；所述搅拌叶(5)固定连接在所述支撑转轴(4)的一端；所述支撑转轴(4)的另一端穿过所述放电池(1)底部且固定连接在所述一号电机(51)的转轴上；所述一号电机(51)的安装座连接在所述放电池(1)底部；所述支撑转轴(4)通过所述连接套(52)与所述放电池(1)底部转动连接；所述放电池(1)内盛有导电的盐溶液；所述放电池(1)的上方设置有密封顶盖(2)；所述密封顶盖(2)连接在所述放电池(1)的上顶面上；所述密封顶盖(2)上设置有所述气体处理部件(6)；所述气体处理部件(6)用于对放电过程中产生的气体进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池回收处理设备，其特征在于：所述放电池(1)包括放电腔(11)和循环腔(12)；所述放电腔(11)与所述循环腔(12)之间通过隔板(13)分隔开；所述电池放置箱(3)与所述搅拌叶(5)位于所述放电腔(11)内；所述隔板(13)与所述放电池(1)底部之间留有间距形成一号循环通道(130)；所述隔板(13)上设置有二号循环通道(131)；所述二号循环通道(131)位于所述盐溶液的液面与所述一号循环通道(130)之间靠近所述盐溶液液面一侧；所述密封顶盖(2)包括放电密封盖(21)和循环密封盖(22)；所述放电密封盖(21)连接在所述放电腔(11)上且可进行开闭；所述循环密封盖(22)固定连接在所述循环腔(12)上。

3.根据权利要求2所述的一种废旧锂电池回收处理设备，其特征在于：所述气体处理部件(6)包括连接软管(61)、输气管(62)、排气头(63)和碱性干燥剂(64)；所述输气管(62)的一端连接所述排气头(63)；所述排气头(63)位于所述循环腔(12)的所述盐溶液内；所述排气头(63)靠近所述循环腔(12)底部；所述输气管(62)的另一端固定连接在所述循环密封盖(22)上；所述循环密封盖(22)与所述放电密封盖(21)之间通过所述连接软管(61)连通；所述循环密封盖(22)与所述放电密封盖(21)均匀为圆锥状结构；所述循环密封盖(22)顶部设置有气体出口(220)；所述气体出口(220)与外界存储设备连通；所述循环密封盖(22)的圆锥结构内设置有蓬松的所述碱性干燥剂(64)；所述隔板(13)上设置有通气管(14)；所述通气管(14)贯穿所述隔板(13)；所述通气管(14)处在所述循环腔(12)内一端高于所述盐溶液液面5mm-10mm；所述通气管(14)处在所述放电腔(11)内一端位于所述盐溶液内且距离所述盐溶液液面5mm-10mm。

4.根据权利要求3所述的一种废旧锂电池回收处理设备，其特征在于：所述排气头(63)的一端固定连接在转动轴(65)的一端；所述转动轴(65)的另一端穿过所述循环腔(12)底部且与二号电机(66)的转轴固定连接；所述二号电机(66)的安装座固定连接在所述放电池(1)的底部；所述排气头(63)的另一端与所述输气管(62)转动连接；所述排气头(63)的侧壁上沿圆周方向均匀间隔设置排气管(67)；所述排气管(67)与所述输气管(62)连通；所述排气管(67)固定连接在所述排气头(63)上；所述排气管(67)上均匀间隔设置有排气小孔(670)。

5.根据权利要求4所述的一种废旧锂电池回收处理设备，其特征在于：所述循环腔(12)内设置有离子检测仪和液面高度传感器；所述放电池(1)外位于所述循环腔(12)一侧设置有料箱(7)；所述料箱(7)与所述循环腔(12)连通；所述料箱(7)固定连接在所述放电池(1)的外壁上；所述料箱(7)出口处设置有阀；所述料箱(7)内盛放有高浓度盐溶液。

6.根据权利要求5所述的一种废旧锂电池回收处理设备，其特征在于：所述放电腔(11)底部下方设置有电动滑台(8)；所述电动滑台(8)固定连接在所述放电池(1)的支柱上；所述电动滑台(8)的滑座上设置有滑动支座(81)；所述滑动支座(81)固定连接在所述电动滑台(8)的滑座上；所述支撑转轴(4)转动连接在所述滑动支座(81)上；所述一号电机(51)的安装座固定连接在所述滑动支座(81)上；所述支撑转轴(4)与所述连接套(52)滑动连接；所述放电腔(11)内设置有放置架(82)；所述放置架(82)转动连接在所述放电腔(11)内壁上；所述放置架(82)上设置沿圆周方向均匀间隔设置有滑槽(820)；所述电池放置箱(3)上边缘处对应所述滑槽(820)设置有凸起(31)；所述电池放置箱(3)底部设置有驱动槽(32)；所述支撑转轴(4)位于所述搅拌叶(5)一端端部设置有驱动凸台(41)。

7.根据权利要求6所述的一种废旧锂电池回收处理设备，其特征在于：所述搅拌叶(5)与所述连接套(52)之间设置有波纹密封管(9)；所述波纹密封管(9)套设在所述支撑转轴(4)上；所述波纹密封管(9)的一端固定连接在所述所述搅拌叶(5)上；所述波纹密封管(9)的另一端固定连接在所述连接套(52)上。

Images