CN115739923A - 一种流水线处理的废旧锂离子电池回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，对废旧锂离子电池或废旧锂离子电池电极进行破碎和筛分后获得金属材料颗粒进行冶炼回收，其特征在于，将筛分获得的金属材料颗粒送入酸液中进行浸泡清洗，去除附着的电解质材料；再进行水洗去除表面的酸液；然后进行风干获得干净的金属材料颗粒再进行冶炼回收。本发明用于废旧锂离子电池的回收处理，能够使获得的金属颗粒材料可以更好地用于冶炼回收，降低了对冶炼提纯的难度要求，提高了冶炼的精度。

Description

一种流水线处理的废旧锂离子电池回收方法

技术领域

本发明涉及一种废旧锂离子电池回收领域，具体涉及一种流水线处理的废旧锂离子电池回收方法。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。手机和笔记本电脑和电动汽车中，通常使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池，是现代高性能电池的代表。随着当代电动汽车的普及，锂离子电池的大规范应用变得越来越广泛。而锂离子尤其是锂离子电极材料中，需要采用钴、镍等稀有金属，这些稀有金属在地球存储数量较少，开采和提炼难度较大，故研究怎样对其回收重复利用的方法显得较为重要。

从锂离子电池中回收金属材料，通常是采用将破碎锂离子电池或电极进行破碎、筛分，获得金属材料颗粒后再进行冶炼回收。

申请人曾申请过的CN202010565128.8曾公开了一种粉碎后的废锂离子电池电极材料筛分装置，包括壳体，壳体上端中间设置有入料口，壳体内腔中安装有水平的筛网，筛网下方设置有振动装置，筛网上下方的壳体上各设置有对应的出料口；壳体包括位于下部的直筒状的分选筒，还包括位于上端的锥台状的顶罩，其中，顶罩和分选筒之间可拆卸连接，入料口设置在顶罩中部，分选筒内壁设置有用于安装筛网的筛网安装结构，所述筛网安装结构包括一个水平安装在壳体内侧的安装环，安装环上表面内侧下凹形成有一个筛网安装台阶，筛网可拆卸地配合安装在筛网安装台阶内。该发明具有能够提高设备的筛分效果，延长筛网的使用寿命，以更好地提高电池电极回收处理效率的优点。

但这样破碎筛分出的金属颗粒材料直接用于金属冶炼，会因为颗粒表面附着了大量的电解液材料，而影响后续冶炼的效果和精度；同时该装置自身还存在筛分效果较差的缺陷。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够使获得的金属颗粒材料能够更好地用于冶炼回收，提高冶炼精度的流水线处理的废旧锂离子电池回收方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，对废旧锂离子电池或废旧锂离子电池电极进行破碎和筛分后获得金属材料颗粒进行冶炼回收，其特征在于，将筛分获得的金属材料颗粒送入酸液中进行浸泡清洗，去除附着的电解质材料；再进行水洗去除表面的酸液；然后进行风干获得干净的金属材料颗粒再进行冶炼回收。

采用本方案，对锂离子电池破碎筛分获得的金属材料颗粒顺序进行酸洗、水洗和风干，获得干净的金属材料颗粒再进行冶炼回收，这样就避免了附着的电解质材料对冶炼回收的影响，提高了冶炼精度，提高了金属材料的回收效果。

进一步地，所述浸泡清洗在酸洗槽中进行搅拌实现间断式处理，所述水洗和风干在流水线输送过程中实现连续式处理。

这样是因为金属材料颗粒表面的电解质材料去除较为困难，进行酸洗需时较长，故采用酸洗槽进行批量式搅拌清洗，也可以更好地和前序的破碎筛分工序衔接，二者均为间断式工序；然后水洗和风干较为容易实现，故在流水线输送过程中同步进行，实现流水式处理。实现整体处理效率的优化和提高。

进一步地，本方法采用一种流水式废旧锂离子电池回收系统实现，所述流水式废旧锂离子电池回收系统包括顺序衔接的电池破碎装置、电池颗粒材料筛分装置、电池颗粒材料清洗装置和电池颗粒材料风干装置。

实施时，电池破碎装置、电池颗粒材料筛分装置和电池颗粒材料清洗装置之间的衔接可以采用输送皮带或者输送小车进行衔接，电池颗粒材料清洗装置和电池颗粒材料风干装置之间的衔接直接采用输送皮带进行衔接。实施时，可以采用多套顺序衔接的电池破碎装置、电池颗粒材料筛分装置和电池颗粒材料清洗装置形成多个（2-3个）流水线处理支路，各流水线处理支路汇总衔接到一个流水线处理干路上再输送至一个电池颗粒材料风干装置进行风干处理，这样在各流水线支路处理间隔的时间由另外的流水线支路对流水线干路供料，保证实现流水线最终出口处的连续处理输出。提高处理效率。

进一步地，所述电池破碎装置包括一个位于上端的破碎装置接料斗、破碎装置接料斗下方连通至一个破碎箱、破碎箱内设置有破碎轴，破碎轴上安装有破碎轮齿，破碎轴一端穿出破碎箱和一个破碎电机传动连接，破碎箱下方出口斜向下连接有破碎出料梭槽。

这样是比较通用的破碎装置结构，简单实用，利于实施。当然实施时，也可以购买其他更复杂结构的破碎装置实现。

进一步地，所述电池颗粒材料清洗装置包括一个清洗装置机架，清洗装置机架的一端设置有酸洗装置，另一端设置有水洗装置，所述酸洗装置包括一个酸洗槽，酸洗槽内设置有搅拌装置，酸洗槽靠外一端形成用于进料的酸洗装置进料端；水洗装置包括一个清洗输送履带，清洗输送履带可循环转动地套设安装在多个清洗输送辊上，清洗输送辊中具有一个和清洗输送电机相连的主动辊，清洗输送履带外表面具有沿宽度方向设置且沿长度方向间隔排布的输送隔板，清洗输送履带靠内一端具有一个斜向段，斜向段下端延伸进入到酸洗槽后端内部，清洗输送履带靠外一端具有一个位于上方的水平段，水平段外端形成用于出料的水洗装置出料端，清洗输送履带上方设置有水洗喷头机构。

这样，破碎筛分后的金属颗粒材料可以从酸洗装置进料端进入到酸洗装置，在酸洗槽内盛入酸洗液，依靠搅拌装置搅拌实现对对金属颗粒的浸泡和酸洗。酸洗完毕后，启动清洗输送电机带动清洗输送履带转动，金属颗粒材料被输送隔板从酸洗槽内挖出并向外输送，输送过程中依靠水洗喷头喷水进行水洗。故本电池颗粒材料清洗装置能够同时完成金属颗粒材料的酸洗和水洗，具有结构简单，清洗便捷可控，清洗效率高，效果好等优点。

进一步地，所述搅拌装置，包括位于酸洗槽底部设置的水平搅拌机构，水平搅拌机构包括竖向设置的搅拌轴和安装在搅拌轴上的水平搅拌叶片，搅拌轴和下方的水平搅拌电机相连。

这样具有结构简单，控制方便的特点。

进一步地，水平搅拌机构安装在酸洗槽底部的沉槽内。

这样，可以更好地避免和上方的横向搅拌装置干涉，让位出更多的清洗搅拌空间，提高清洗效果。

进一步地，水平搅拌机构设置于三组并在酸洗槽槽底中部呈三角形布置。

这样，三组水平搅拌机构可以避免一组水平搅拌机构只能产生一个方向的旋流，三组水平搅拌机构产生的旋流可以相互干涉形成复杂的水流情况，极大地提高对具有很多折向结构、V形结构甚至凹多面体结构的异形金属颗粒的搅拌清洗效果。

进一步地，各组水平搅拌机构分别连接有一个水平搅拌电机，水平搅拌电机为具有正反转输出功能的电机。

这样，可以间隔地控制各组水平搅拌机构产生不同的正转和反转，形成不确定的复杂紊流水况，极大地提高清洗效果。实施时具有正反转输出功能的电机可以直接购买具有正反转输出功能的电机实现，或者采用单向输出的电机安装具有正反转输出功能的变速器实现。

进一步地，水平搅拌叶片为倾斜设置的扇形叶片。这样水平搅拌机构是整体产生沿沉槽向外上方的旋流，能够更好地和上方的横向搅拌机构配合，实现立体式搅拌效果，提高对具有很多异形金属颗粒的清洗效果。

进一步地，沉槽上表面设置有能过水的隔罩。可以防止金属材料颗粒掉入沉槽方式卡堵。

进一步地，所述搅拌装置，还包括位于酸洗槽中上部的横向搅拌机构，所述横向搅拌机构包括沿垂直于输送方向水平架设在酸洗槽上部的横向搅拌轴，横向搅拌轴沿轴向向外垂直固定设置有横向搅拌叶片，横向搅拌轴和横向搅拌电机传动连接。

这样，因为锂离子电池破碎获得的金属材料颗粒会含有大量呈折向或夹角结构的颗粒，故一般的搅拌装置很难实现对折向结构、V形结构甚至凹多面体结构的异形金属颗粒内侧的清洗。故采用横向搅拌机构和水平搅拌机构相互配合，从两个相互垂直的方向带动水流旋转运动，极大地提高水流紊乱程度，实现立体式搅拌清洗效果，更好地实现对具有异形结构的金属颗粒的清洗。

进一步地，横向搅拌机构设置有两组，一组位于靠近酸洗槽进口端，另一组位于靠近酸洗槽出口端，靠近酸洗槽出口端的横向搅拌机构中的横向搅拌电机为具有正反转输出功能的电机。

这样，在金属颗粒材料进入到酸洗槽内清洗过程中，可以控制两个横向搅拌机构相对向内转动，这样使得横向搅拌机构和水平搅拌机构配合时，水平搅拌机构是带动物料从下到外上方产生旋转扩散，而两组横向搅拌机构是带动物料从前后两端上方向中部内侧流动，然后从中部掉落到水平搅拌机构上方再次被水平搅拌机构带动向四周外上方扩散，往复循环。故这样二者配合能够实现物料的空间立体式循环往复搅拌运动，更好地实现对具有大量折向或夹角结构的金属颗粒的清洗，也可以很好地消灭死角位置，避免物料散落到酸洗槽周边位置而无法实现有效清洗。而清洗完毕后，可以调整靠近酸洗槽出口端的横向搅拌机构反转，使得两个横向搅拌机构均顺流水线方向向前转动，更好地带动清洗后的物料顺水流向前移动并落入到清洗输送履带上，并被输送隔板带动向前送走。

进一步地，所述水洗喷头机构，包括横向设置在清洗输送履带上方的清洗水管，清洗水管上并列安装有多个向下设置的喷头，清洗水管外接清洗水源。

这样方便通过清洗水管和喷头控制出水对清洗输送履带上的金属材料颗粒直接进行清洗，去除表面的酸洗液。实施时所述喷头为多关节可调喷头。方便调整喷头位置和角度，提高清洗效果。

进一步地，清洗水管具有间隔设置的多排并安装在清洗输送履带水平段上方；清洗输送履带为具有透水性的材料制得，清洗水管所正对的清洗输送履带下方还安装有接水盘，接水盘一端连接有出水管道。

这样，可以更好地提高清洗效果，方便清洗水液的流出。

进一步地，所述电池颗粒材料风干装置包括一个风干装置机架，风干装置机架上水平设置有风干输送履带，风干输送履带可循环转动地安装在水平相对设置的两个风干输送辊上，风干输送辊中具有一个和风干电机相连的主动辊，风干输送履带经过位于风干装置机架上方的一个风室，风室内设置有出风装置，出风装置通过送风管道和位于风室外的热风装置相连。

这样，水洗后的颗粒材料进入到风干输送履带上，并在经过风室的过程中，由风室内的风管吹出热风进行烘干，具有结构简单，风干快捷的特点。

进一步地，所述热风装置包括连通设置在送风管道上的一个电热箱，还包括位于送风管道入口处的一个鼓风机，电热箱内并列设置有多组电阻丝。

这样具有结构简单，发热快速，发热效率高的特点。

进一步地，所述出风装置包括沿流水线方向间隔排布的多组水平横向设置的主干风管，主干风管位于风干输送履带上方且一端连通到送风管道，主干风管上向下连通设置有若干支干风管，支干风管下端口位于临近风干输送履带上表面位置且封闭设置，支干风管周壁上靠近下端口位置设置有出风孔。

其中所述的临近风干输送履带上表面位置是指工作时出风孔位置会进入到金属颗粒物料内部，故采用该结构，可以更好地提高对物料颗粒的风干效果，尤其是对于具有大量折向结构、V形结构甚至凹多面体结构的异形金属颗粒，可以很好地实现对颗粒内角里面的风干。

进一步地，所述支干风管上端和主干风管之间为转动连接，出风孔为均匀布置在支干风管周壁的多个且出风方向沿切向布置。

这样是因为支干风管下端插入物料后虽然有利于物料的风干，但会产生以下两点新的缺陷，一是出风孔容易被物料堵塞，二是支干风管受物料向前冲击的力会导致上端和主干风管连接处由于单侧应力过大而很快破坏，使用寿命较短。故增加上述结构后，出风孔出风后能够带动支干风管自转，可以更好地让风流呈旋转动态地进入到金属颗粒物料内部，更好地实现对异形金属颗粒的风干，同时也可以靠自转将物料和支干风管之间挤出间隙，更好地避免堵塞。

进一步地，所述支干风管下端向前下方倾斜设置。

这样也是为解决上述因为支干风管下端插入物料产生的新的缺陷而独特设计。将支干风管倾斜设置后，可以使得物料向前输送对支干风管的冲击力能够被部分转化为将风管下端向上抬起的力，进而和支干风管自重之间相互抵消平衡，极大地缓解了支干风管上端和主干风管之间的单侧压力，延长了其使用寿命。同时支干风管倾斜设置后出风孔出风方向和物料前进方向偏离角度更大，可以更好地避免堵塞。另外支干风管倾斜设置配合下端出风孔在物料内部旋转出风，二者结合后还能够使得一部分物料会被出风孔的出风向上扬起，物料在空中和风流更好地形成动态的接触，更好地提高风干效率，极大地保证了对异形金属颗粒的风干效果。

进一步地，风干输送履带前端下方衔接设置有一个出料梭槽。

这样可以更好地方便最终出料。

综上所述，本发明用于废旧锂离子电池的回收处理，能够使获得的金属颗粒材料可以更好地用于冶炼回收，降低了对冶炼提纯的难度要求，提高了冶炼的精度。

附图说明

图1为具体实施方式中的电池破碎装置的立体结构示意图。

图2为具体实施方式中的电池颗粒材料清洗装置的立体结构示意图。

图3为图2另一个方向的结构示意图。

图4为图1中去掉横向搅拌机构和水洗喷头机构后的俯视图。

图5为具体实施方式中的电池颗粒材料风干装置的立体结构示意图。

图6为图5中去除风室和热风装置后显示内部出风装置的结构示意图。

图7为图6中单独出风装置的结构示意图。

图8为具体实施方式中的电池颗粒材料筛分装置的结构示意图。

图9为图8中单独进料机构中内部传动机构在俯视方向的结构示意图。

图10为图8中单独传动齿框处局部结构的左视图。

图11为图8中单独A处局部结构的放大示意图。

图12为图8中单独进料口的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

最优实施方式：一种流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，对废旧锂离子电池或废旧锂离子电池电极进行破碎和筛分后获得金属材料颗粒进行冶炼回收，其特点在于，将筛分获得的金属材料颗粒送入酸液中进行浸泡清洗，去除附着的电解质材料；再进行水洗去除表面的酸液；然后进行风干获得干净的金属材料颗粒再进行冶炼回收。

采用本方案，对锂离子电池破碎筛分获得的金属材料颗粒顺序进行酸洗、水洗和风干，获得干净的金属材料颗粒再进行冶炼回收，这样就避免了附着的电解质材料对冶炼回收的影响，提高了冶炼精度，提高了金属材料的回收效果。

实施时，所述浸泡清洗在酸洗槽中进行搅拌实现间断式处理，所述水洗和风干在流水线输送过程中实现连续式处理。

这样是因为金属材料颗粒表面的电解质材料去除较为困难，进行酸洗需时较长，故采用酸洗槽进行批量式搅拌清洗，也可以更好地和前序的破碎筛分工序衔接，二者均为间断式工序；然后水洗和风干较为容易实现，故在流水线输送过程中同步进行，实现流水式处理。实现整体处理效率的优化和提高。

具体地说，本实施方式采用一种流水式废旧锂离子电池回收系统实现，所述流水式废旧锂离子电池回收系统，参见图1-图12，包括顺序衔接的电池破碎装置、电池颗粒材料筛分装置、电池颗粒材料清洗装置和电池颗粒材料风干装置。

实施时，电池破碎装置、电池颗粒材料筛分装置和电池颗粒材料清洗装置之间的衔接可以采用输送皮带或者输送小车进行衔接，电池颗粒材料清洗装置和电池颗粒材料风干装置之间的衔接直接采用输送皮带进行衔接。实施时，可以采用多套顺序衔接的电池破碎装置、电池颗粒材料筛分装置和电池颗粒材料清洗装置形成多个（2-3个）流水线处理支路，各流水线处理支路汇总衔接到一个流水线处理干路上再输送至一个电池颗粒材料风干装置进行风干处理，这样在各流水线支路处理间隔的时间由另外的流水线支路对流水线干路供料，保证实现流水线最终出口处的连续处理输出。提高处理效率。

其中，所述电池破碎装置参见图1，包括一个位于上端的破碎装置接料斗1、破碎装置接料斗1下方连通至一个破碎箱2、破碎箱2内设置有破碎轴3，破碎轴3上安装有破碎轮齿4，破碎轴3一端穿出破碎箱2和一个破碎电机5传动连接，破碎箱5下方出口斜向下连接有破碎出料梭槽6。

这样是比较通用的破碎装置结构，简单实用，利于实施。当然实施时，也可以购买其他更复杂结构的破碎装置实现。

其中，所述电池颗粒材料清洗装置（参见图2-4）包括一个清洗装置机架7，清洗装置机架7的一端设置有酸洗装置，另一端设置有水洗装置，所述酸洗装置包括一个酸洗槽8，酸洗槽8内设置有搅拌装置，酸洗槽靠外一端形成用于进料的酸洗装置进料端；水洗装置包括一个清洗输送履带9，清洗输送履带9可循环转动地套设安装在多个清洗输送辊10上，清洗输送辊中具有一个和清洗输送电机11相连的主动辊，清洗输送履带9外表面具有沿宽度方向设置且沿长度方向间隔排布的输送隔板12，清洗输送履带9靠内一端具有一个斜向段，斜向段下端延伸进入到酸洗槽后端内部，清洗输送履带靠外一端具有一个位于上方的水平段，水平段外端形成用于出料的水洗装置出料端，清洗输送履带上方设置有水洗喷头机构。

这样，破碎筛分后的金属颗粒材料可以从酸洗装置进料端进入到酸洗装置，在酸洗槽内盛入酸洗液，依靠搅拌装置搅拌实现对对金属颗粒的浸泡和酸洗。酸洗完毕后，启动清洗输送电机带动清洗输送履带转动，金属颗粒材料被输送隔板从酸洗槽内挖出并向外输送，输送过程中依靠水洗喷头喷水进行水洗。故本电池颗粒材料清洗装置能够同时完成金属颗粒材料的酸洗和水洗，具有结构简单，清洗便捷可控，清洗效率高，效果好等优点。

其中，所述搅拌装置，包括位于酸洗槽底部设置的水平搅拌机构，水平搅拌机构包括竖向设置的搅拌轴和安装在搅拌轴14上的水平搅拌叶片13，搅拌轴14和下方的水平搅拌电机相连。

这样具有结构简单，控制方便的特点。

其中，水平搅拌机构安装在酸洗槽底部的沉槽内。

这样，可以更好地避免和上方的横向搅拌装置干涉，让位出更多的清洗搅拌空间，提高清洗效果。

其中，水平搅拌机构设置于三组并在酸洗槽槽底中部呈三角形布置。

这样，三组水平搅拌机构可以避免一组水平搅拌机构只能产生一个方向的旋流，三组水平搅拌机构产生的旋流可以相互干涉形成复杂的水流情况，极大地提高对具有很多折向结构、V形结构甚至凹多面体结构的异形金属颗粒的搅拌清洗效果。

其中，各组水平搅拌机构分别连接有一个水平搅拌电机，水平搅拌电机为具有正反转输出功能的电机。

这样，可以间隔地控制各组水平搅拌机构产生不同的正转和反转，形成不确定的复杂紊流水况，极大地提高清洗效果。实施时具有正反转输出功能的电机可以直接购买具有正反转输出功能的电机实现，或者采用单向输出的电机安装具有正反转输出功能的变速器实现。

其中，水平搅拌叶片13为倾斜设置的扇形叶片。这样水平搅拌机构是整体产生沿沉槽向外上方的旋流，能够更好地和上方的横向搅拌机构配合，实现立体式搅拌效果，提高对具有很多异形金属颗粒的清洗效果。

其中，沉槽上表面设置有能过水的隔罩15。可以防止金属材料颗粒掉入沉槽方式卡堵。

其中，所述搅拌装置，还包括位于酸洗槽中上部的横向搅拌机构，所述横向搅拌机构包括沿垂直于输送方向水平架设在酸洗槽上部的横向搅拌轴16，横向搅拌轴16沿轴向向外垂直固定设置有横向搅拌叶片17，横向搅拌轴和横向搅拌电机18传动连接。

这样，因为锂离子电池破碎获得的金属材料颗粒会含有大量呈折向或夹角结构的颗粒，故一般的搅拌装置很难实现对折向结构、V形结构甚至凹多面体结构的异形金属颗粒内侧的清洗。故采用横向搅拌机构和水平搅拌机构相互配合，从两个相互垂直的方向带动水流旋转运动，极大地提高水流紊乱程度，实现立体式搅拌清洗效果，更好地实现对具有异形结构的金属颗粒的清洗。

其中，横向搅拌机构设置有两组，一组位于靠近酸洗槽进口端，另一组位于靠近酸洗槽出口端，靠近酸洗槽出口端的横向搅拌机构中的横向搅拌电机为具有正反转输出功能的电机。

这样，在金属颗粒材料进入到酸洗槽内清洗过程中，可以控制两个横向搅拌机构相对向内转动，这样使得横向搅拌机构和水平搅拌机构配合时，水平搅拌机构是带动物料从下到外上方产生旋转扩散，而两组横向搅拌机构是带动物料从前后两端上方向中部内侧流动，然后从中部掉落到水平搅拌机构上方再次被水平搅拌机构带动向四周外上方扩散，往复循环。故这样二者配合能够实现物料的空间立体式循环往复搅拌运动，更好地实现对具有大量折向或夹角结构的金属颗粒的清洗，也可以很好地消灭死角位置，避免物料散落到酸洗槽周边位置而无法实现有效清洗。而清洗完毕后，可以调整靠近酸洗槽出口端的横向搅拌机构反转，使得两个横向搅拌机构均顺流水线方向向前转动，更好地带动清洗后的物料顺水流向前移动并落入到清洗输送履带上，并被输送隔板带动向前送走。

其中，所述水洗喷头机构，包括横向设置在清洗输送履带上方的清洗水管19，清洗水管上并列安装有多个向下设置的喷头20，清洗水管外接清洗水源。

这样方便通过清洗水管和喷头控制出水对清洗输送履带上的金属材料颗粒直接进行清洗，去除表面的酸洗液。实施时所述喷头为多关节可调喷头。方便调整喷头位置和角度，提高清洗效果。

其中，清洗水管具有间隔设置的多排（图中仅显示有一排）并安装在清洗输送履带水平段上方；清洗输送履带为具有透水性的材料制得，清洗水管所正对的清洗输送履带下方还安装有接水盘，接水盘一端连接有出水管道。

这样，可以更好地提高清洗效果，方便清洗水液的流出。

其中，所述电池颗粒材料风干装置（参见图5-7）包括一个风干装置机架21，风干装置机架21上水平设置有风干输送履带22，风干输送履带可循环转动地安装在水平相对设置的两个风干输送辊23上，风干输送辊中具有一个和风干电机24相连的主动辊，风干输送履带22经过位于风干装置机架上方的一个风室25，风室内设置有出风装置，出风装置通过送风管道26和位于风室外的热风装置相连。

这样，水洗后的颗粒材料进入到风干输送履带上，并在经过风室的过程中，由风室内的风管吹出热风进行烘干，具有结构简单，风干快捷的特点。

其中，所述热风装置包括连通设置在送风管道26上的一个电热箱27，还包括位于送风管道入口处的一个鼓风机28，电热箱内并列设置有多组电阻丝29。

这样具有结构简单，发热快速，发热效率高的特点。

其中，所述出风装置包括沿流水线方向间隔排布的多组水平横向设置的主干风管30，主干风管30位于风干输送履带上方且一端连通到送风管道26，主干风管上向下连通设置有若干支干风管31，支干风管31下端口位于临近风干输送履带上表面位置且封闭设置，支干风管周壁上靠近下端口位置设置有出风孔32。

其中所述的临近风干输送履带上表面位置是指工作时出风孔位置会进入到金属颗粒物料内部，故采用该结构，可以更好地提高对物料颗粒的风干效果，尤其是对于具有大量折向结构、V形结构甚至凹多面体结构的异形金属颗粒，可以很好地实现对颗粒内角里面的风干。

其中，所述支干风管31上端和主干风管30之间为转动连接，出风孔32为均匀布置在支干风管周壁的多个且出风方向沿切向布置。

这样是因为支干风管下端插入物料后虽然有利于物料的风干，但会产生以下两点新的缺陷，一是出风孔容易被物料堵塞，二是支干风管受物料向前冲击的力会导致上端和主干风管连接处由于单侧应力过大而很快破坏，使用寿命较短。故增加上述结构后，出风孔出风后能够带动支干风管自转，可以更好地让风流呈旋转动态地进入到金属颗粒物料内部，更好地实现对异形金属颗粒的风干，同时也可以靠自转将物料和支干风管之间挤出间隙，更好地避免堵塞。

其中，所述支干风管31下端向前下方倾斜设置。

这样也是为解决上述因为支干风管下端插入物料产生的新的缺陷而独特设计。将支干风管倾斜设置后，可以使得物料向前输送对支干风管的冲击力能够被部分转化为将风管下端向上抬起的力，进而和支干风管自重之间相互抵消平衡，极大地缓解了支干风管上端和主干风管之间的单侧压力，延长了其使用寿命。同时支干风管倾斜设置后出风孔出风方向和物料前进方向偏离角度更大，可以更好地避免堵塞。另外支干风管倾斜设置配合下端出风孔在物料内部旋转出风，二者结合后还能够使得一部分物料会被出风孔的出风向上扬起，物料在空中和风流更好地形成动态的接触，更好地提高风干效率，极大地保证了对异形金属颗粒的风干效果。

其中，风干输送履带22前端下方衔接设置有一个出料梭槽33。

这样可以更好地方便最终出料。

另外所述电池颗粒材料筛分装置在实施时可以采用已有的常规筛分装置实现，但更好的选择是采用如图8-12所示的一种电池颗粒材料筛分装置实现，其结构包括筛分箱41，筛分箱顶部设置有进料口75，筛分箱41内上下间隔设置有多层水平设置的筛网70，筛分箱内还设置有筛网振动装置和各层筛网相连，每层筛网一侧的筛分箱上设置有出料筒，位于任一筛网下方的筛分箱侧壁上还连通设置有进气管74。

这样，破碎后物料颗粒从进料口进入筛分箱内腔中，依靠筛网振动实现筛分，筛分时依靠进气管进气，使得筛网下方气压较大，引导气压气流向上穿过滤网，可以比重更大的颗粒穿过滤网漏下出料，实现对物料材质的筛分。同时，因为废旧锂离子电池自身特性，电池壳体和电极均为板状结构，故破碎为颗粒物过程中，会产生大量折向结构、V形结构甚至凹多面体结构的异形金属颗粒，这种结构在筛分过程中很容易挂接在筛网上而造成堵塞，而筛网下方通入气流气压，在气压作用下能够将挂接的V形颗粒材料向上顶起，可以更好地防止其堵塞筛网，保持筛分的顺畅进行。

作为更好的实施选择，所述筛网70包括从上到下设置的第一筛网、第二筛网和第三筛网，第三筛网下方正对水平插接设置有可抽取的集料箱55，第一筛网和第二筛网之间的筛分箱侧壁上连通设置有第一出气管72，第二筛网和第三筛网之间的筛分箱侧壁上连通设置有第二出气管73，第三筛网和集料箱之间的筛分箱侧壁上连通设置有所述进气管74。

这样，进气管从第三筛网下方进入到箱体内，在出气管引导作用下形成向上的气流气压，然后部分气流从第二筛网和第三筛网之间的第二出气管流出泄压，剩余部分气流气压继续向上穿过第二筛网，从第二筛网和第一筛网之间的第一出气管流出泄压。这样使得第一筛网上没有向上的气流压力，而第二筛网到第三筛网上的向上的气流压力逐渐增大。故物料进入到第一筛网后，可以先实现一遍正常筛选，使得满足颗粒粒径大小要求的物料从第一筛网漏下，颗粒较大的物料从第一筛网右侧的出料筒出料。然后符合颗粒度大小要求的物料掉入到第二筛网上，被第二筛网振动筛分的同时承受一定向上的气压气流，使得较轻的物料（隔膜材料为主要部分）停留在第二筛网上方并最终从对应出料筒出料。其余物料向下掉入第三筛网，被第三筛网振动筛分的同时承受更大一些的向上的气压气流，使得次轻的物料（石墨材料为主要部分）停留在第三筛网上方并最终从对应出料筒出料。最后剩余最重的物料（以金属材料为主要部分）向下穿过第三筛网掉入到集料箱。这样，就可以更好地完成物料根据材质不同比重不同的筛分。同时装置中能够实现对物料粒径的初步筛分。另外，上述装置实施时，三个筛网的网眼大小通常是相同尺寸设置，但也可以是在满足上述气压筛分过程的基础上做一定调整，使其在一定范围内相同即可，以更好地保证最终的筛分效果。

作为更好的实施选择，所述第一出气管和第二出气管均对应设置有流量调节阀，所述第一出气管对应的筛分箱侧壁上还安装有第一气压传感器（图中未显示），第一气压传感器和第一出气管上的流量调节阀（图中未显示）关联设置，所述第二出气管对应的筛分箱侧壁上还安装有第二气压传感器（图中未显示），第二气压传感器和第二出气管上的流量调节阀（图中未显示）关联设置。

这样，可以通过第一气压传感器和第二气压传感器检测对应腔室内气压大小，如果气压过大就对应调节关联的流量调节阀增大排气流量，以降低气压。这样可以更好地实现气压控制，以更加可靠地保证气压辅助过滤筛选效果。

作为更好的实施选择，所述进气管74设置有均匀分布的多根，各根进气管外端和进气总管（图中未显示）相连；所述第一出气管设置有均匀分布的多根，各根第一出气管外端和第一出气总管（图中未显示）相连；所述第二出气管设置有均匀分布的多根，各根第二出气管外端和第二出气总管（图中未显示）相连。

这样可以更加分散均匀地进气和出气。实施时，所述流量调节阀可以分别安装到第一出气总管和第二出气总管上，以减少安装数量并方便控制。

作为更好的实施选择，第一出气管72和第二出气管73入口处均还设置有滤网。这样可以防止物料被出气风流带出。

作为更好的实施选择，第一出气管和第二出气管外端和布袋除尘器（图中未显示）相连。可以更好地除尘。

作为更好的实施选择，出料筒包括一个向外下方倾斜的倾斜段60，倾斜段60外端向中部收集汇拢并连接有一个向下的竖筒段64，竖筒段上安装有出料开关阀门25。

这样，装置使用时，可以先关闭出料开关阀门，避免泄气，待部分物料进入到出料筒形成气流封闭后，再打开出料开关阀（可调闭合度大小）出料，物料沿出料筒向其外端收集汇拢并形成气流蔽塞后再从竖筒段向下出料，故可以更好地保证筛分处理过程中物料的正常出料以及该过程中维持好腔体内气压的稳定，以保证气压的辅助筛分效果。

作为更好的实施选择，还设置有一个接料装置，接料装置包括一个接料架62，接料架62上沿高度方向分布设置有三个接料箱63，接料箱63高度和对应出料筒出口高度对应并用于接料。接料架下部的底盘61下端进一步安装有带自锁功能的滚轮68，方便推动接料。

作为更好的实施选择，进料口处设置有进料机构，所述进料机构包括一个进料箱56，进料箱内具有一个水平设置的圆筒形进料腔，圆筒形进料腔一端上方连通设置有一个进料漏斗59，另一端向下连接进料口，圆筒形进料腔内配合设置有进料螺旋轴57（指设置有和圆筒形进料腔内腔匹配的螺旋叶片的转轴），进料螺旋轴一端和进料动力设备相连。

这样进料时，依靠进料螺旋轴进料不仅仅可以更好地实现进料控制，更重要的是可以实现进料密封，避免筛分箱内腔中气压气流从进料口处漏出泄压，而影响过滤分筛。同时在传送的过程中由于挤压能够将电极材料的结块压开，方便其进行筛分。

作为更好的实施选择，所述筛分箱41水平截面以及筛网70呈对应的矩形，筛网长度方向的一端为出料端，出料端搁置在筛分箱内壁的筛网安装台上并和出料筒衔接，筛网长度方向的另一端为进料端，筛网70的进料端和筛网振动装置相连并能够被带动竖向振动，且筛网进料端上方的筛分箱顶面上设置所述进料口。

这样，物料进料时从筛网的进料端掉入到筛网上，筛网进料端单端振动，将物料逐渐从该进料端抖动到另一端汇聚到出料口出料，从该过程中实现了运动流水式筛分出料，使得物料筛分过程和移动过程结合，更好地提高筛分效率。同时，这种筛分方式，物料从筛网进料端掉入时数量较大，该端对应振动也较大（振幅），物料从筛网进料端移动到出料端时，随着物料的筛落掉下，物料数量逐渐减小，而筛网振动也对应振幅逐渐减小，故不仅仅能更好地实现运动流水式筛分，而且物料前行过程中的筛落运动情况能够和振动大小情况完美匹配。故可以更好地提高了筛分效果和筛分效率。另外，这种单端振动的筛分方式还针对了锂离子电池颗粒物料特性考虑，因为锂离子电池自身特性在破碎时容易形成大量凹多面体甚至V形结构颗粒材料，很容易挂接在筛网上造成堵塞，而单端振动的筛网，更加容易使得这种挂接的V形颗粒材料因两侧受力不平衡而晃动掉落下，从而可以更好地避免堵塞。

作为更好的实施选择，进料箱56内位于圆筒形进料腔端部和进料口之间的位置，还垂直于圆筒形进料腔设置有一个长条形的匀料腔，圆筒形进料腔位于进料口上方一端端部下表面设置出口和匀料腔中部位置相接，匀料腔的长度方向沿筛分箱宽度方向布置，匀料腔内沿自身长度方向设置有匀料轴，匀料轴上对称设置有两组相对的匀料螺旋叶片66，进料口沿匀料腔长度方向分布设置在匀料腔下方；所述进料螺旋轴的末端穿出圆筒形进料腔并固定安装有一个主动锥齿轮58，主动锥齿轮位于进料箱内部的传动腔中并啮合有一个竖直设置的从动锥齿轮53，从动锥齿轮53同轴固定设置有一个主动齿轮54，主动齿轮54向下啮合设置有一个从动齿轮69，从动齿轮69的安装轴通过同步带71和匀料轴的端部传动连接。

这样进料箱工作时，进料螺旋轴转动，带动进料漏斗漏下的物料有序地运动到匀料腔中部，同时进料螺旋轴末端依靠各自啮合的一对锥齿轮和一对圆齿轮并依靠同步带传动，带动匀料轴转动，依靠匀料轴上对称设置的匀料螺旋叶片将物料均匀地从中间向两端输送开并从下方的进料口掉入到筛网的的进料端。这样物料可以更好地从筛网进料端沿宽度方向掉入，提高了进料的均匀性。更加有利于提高筛网筛分的可靠性和效率。

作为更好的实施选择，进料口中部较窄且中部向两侧宽度逐渐加宽。

这样，是因为进料腔中物料从匀料腔中部掉入到匀料腔中，故进料口中部更容易向下掉入更多的物料，而将进料口中部宽度变窄，而两端逐渐加宽，就可以更好地使得进料口掉下的物料更加均匀分布。更加有利于提高筛网筛分的可靠性和效率。这样物料一开始就能够均匀地沿筛网宽度方向整体掉落到筛网的进料端，再振动后整体从筛网进料端向出料端移动，实现筛分，故极大地提高了筛分的效率和可靠性。

作为更好的实施选择，所述筛网振动装置，包括一个位于筛分箱外的电机49，电机输出轴上沿竖直方向安装有一个缺齿齿轮50，缺齿齿轮外周只设置有一段轮齿，缺齿齿轮50外框设有一个可上下移动的传动齿框52， 传动齿框52内壁两侧各设置有一个齿条，缺齿齿轮转动至对应方向后其上的轮齿能够和对应的齿条啮合并带动传动齿框上下运动，传动齿框下端固定向下连接有驱动连接板48，驱动连接板48和水平设置的水平连接板43相连，水平连接板43水平穿过位于筛分箱侧壁上的穿孔42和竖向设置的挡板44固定连接，挡板44面对筛网的一侧中部安装有筛网固定台46并和筛网70的进料端连接，挡板背对筛网的一侧贴合在筛分箱内侧壁上并能够遮挡屏蔽所述穿孔。

这样，电机输出转动带动缺齿齿轮旋转，通过缺齿齿轮和传动齿框内侧两个齿条的轮流啮合，带动传动齿框上下往复运动（即缺齿齿轮在脱离和单侧的齿条啮合的同一时间和另一侧齿条开始啮合），进而通过驱动连接板带动水平连接板上下往复运动，实现对筛网进料端的单端振动。故能够传递较大的振动动力，且可靠高效。

作为更好的实施选择，驱动连接板和水平连接板相接的一端设置有水平连接板安装孔51，水平连接板43端部可上下运动地装配在水平连接板安装孔51内，水平连接板43处于运动的起始状态时，水平连接板端部和水平连接板安装孔下表面相贴并和水平连接板安装孔51上表面之间留有一段间隔；水平连接板43运动至筛网水平状态时，缺齿齿轮的轮齿中部位置和对应侧的齿条中部位置啮合。

这样，当驱动连接板向上运动并带动水平连接板向上到顶点后，由于水平连接板端部和水平连接板安装孔上表面之间还留有一段间隔，故此时水平连接板留有在惯性作用下继续向上运动的空间，水平连接板会脱离驱动连接板约束并继续向上运动一小段距离后再和水平连接板安装孔上表面相接触并被带动向下运动。故使得水平连接板在振动过程中，向上的运动幅度会大于向下的运动幅度。这样就可以更好地带动筛网上的物料在分筛的同时从进料端逐渐向出料端移动，实现流水线方式筛分。

作为更好的实施选择，穿孔内和水平连接板之间还固定连接有竖向设置的变幅弹簧45。

这样，是因为锂电池外壳以及电极均为平板状结构，在经破碎机构破碎为颗粒状后，和常规的颗粒状物料为凸多面体不同，会产生大量的凹多面体，甚至会产生大量直接呈V形结构的颗粒。这样在筛分过程中，这种凹多面体以及甚至呈V形结构的颗粒容易挂接在筛网上，很容易造成筛网堵塞。而变幅弹簧的设置，可以和水平连接板端部上表面与水平连接板安装孔之间所留的间隔配合作用，使得水平连接板在向上运动到脱离约束后这一小段时间内，在自身惯性作用和变幅弹簧作用下产生一个小的至少一个往复周期的弹性运动。这样使得水平连接板在向上振动到最高点时再产生一个小振幅的变幅振动，然后再被带动向下振动。如此往复，筛网在双重变幅振动的驱动向下，和单振幅振动方式相比，可以更好地将挂接在筛网上的V形颗粒抖落下来，可以极大地提高筛分效果。同时小振幅的转动是大振幅振动到最高点后产生，故也可以提高驱动筛网上物料向出料端方向流动的效果。

作为更好的实施选择，水平连接板安装孔上表面依靠螺钉可拆卸地固定连接有一块垫块。这样，可以方便调整垫块厚度，以调整水平连接板端部和水平连接板安装孔上表面之间间隔的大小，以使得上述过程能够调整顺利实现，磨损导致效果变差后也方便更换修复。

作为更好的实施选择，筛分箱外侧设置有一个传动箱47，所述缺齿齿轮、传动齿框和驱动连接板位于传动箱内。这样可以更好地提高对传动机构的保护效果。

作为更好的实施选择，进料螺旋轴一端和所述电机的输出轴相连，所述电机构成所述进料动力设备。这样整体设备三处动力只需一个电机带动，极大地简化了设备装置。

作为更好的实施选择，筛分箱外侧下端设置有支撑腿67。另外值得说明的是，上述的电池颗粒材料筛分装置所涉及的结构和原理方法，申请人在之前已经另行申请有发明进行单独保护，故如果单独实施该部分方案，仍然会侵犯到申请人的专利权。

Claims (10)

1.一种流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，对废旧锂离子电池或废旧锂离子电池电极进行破碎和筛分后获得金属材料颗粒进行冶炼回收，其特征在于，将筛分获得的金属材料颗粒送入酸液中进行浸泡清洗，去除附着的电解质材料；再进行水洗去除表面的酸液；然后进行风干获得干净的金属材料颗粒再进行冶炼回收。

2.如权利要求1所述的流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，其特征在于，所述浸泡清洗在酸洗槽中进行搅拌实现间断式处理，所述水洗和风干在流水线输送过程中实现连续式处理。

3.如权利要求1所述的流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，其特征在于，本方法采用一种流水式废旧锂离子电池回收系统实现，所述流水式废旧锂离子电池回收系统包括顺序衔接的电池破碎装置、电池颗粒材料筛分装置、电池颗粒材料清洗装置和电池颗粒材料风干装置。

4.如权利要求3所述的流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，其特征在于，所述电池破碎装置包括一个位于上端的破碎装置接料斗、破碎装置接料斗下方连通至一个破碎箱、破碎箱内设置有破碎轴，破碎轴上安装有破碎轮齿，破碎轴一端穿出破碎箱和一个破碎电机传动连接，破碎箱下方出口斜向下连接有破碎出料梭槽。

5.如权利要求3所述的流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，其特征在于，所述电池颗粒材料清洗装置包括一个清洗装置机架，清洗装置机架的一端设置有酸洗装置，另一端设置有水洗装置，所述酸洗装置包括一个酸洗槽，酸洗槽内设置有搅拌装置，酸洗槽靠外一端形成用于进料的酸洗装置进料端；水洗装置包括一个清洗输送履带，清洗输送履带可循环转动地套设安装在多个清洗输送辊上，清洗输送辊中具有一个和清洗输送电机相连的主动辊，清洗输送履带外表面具有沿宽度方向设置且沿长度方向间隔排布的输送隔板，清洗输送履带靠内一端具有一个斜向段，斜向段下端延伸进入到酸洗槽后端内部，清洗输送履带靠外一端具有一个位于上方的水平段，水平段外端形成用于出料的水洗装置出料端，清洗输送履带上方设置有水洗喷头机构。

6.如权利要求5所述的流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，其特征在于，所述搅拌装置，包括位于酸洗槽底部设置的水平搅拌机构，水平搅拌机构包括竖向设置的搅拌轴和安装在搅拌轴上的水平搅拌叶片，搅拌轴和下方的水平搅拌电机相连；

水平搅拌机构安装在酸洗槽底部的沉槽内；

水平搅拌机构设置于三组并在酸洗槽槽底中部呈三角形布置；

各组水平搅拌机构分别连接有一个水平搅拌电机，水平搅拌电机为具有正反转输出功能的电机；

水平搅拌叶片为倾斜设置的扇形叶片。

7.如权利要求5所述的流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，其特征在于，所述搅拌装置，还包括位于酸洗槽中上部的横向搅拌机构，所述横向搅拌机构包括沿垂直于输送方向水平架设在酸洗槽上部的横向搅拌轴，横向搅拌轴沿轴向向外垂直固定设置有横向搅拌叶片，横向搅拌轴和横向搅拌电机传动连接；

横向搅拌机构设置有两组，一组位于靠近酸洗槽进口端，另一组位于靠近酸洗槽出口端，靠近酸洗槽出口端的横向搅拌机构中的横向搅拌电机为具有正反转输出功能的电机。

8.如权利要求5所述的流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，其特征在于，所述水洗喷头机构，包括横向设置在清洗输送履带上方的清洗水管，清洗水管上并列安装有多个向下设置的喷头，清洗水管外接清洗水源；

清洗水管具有间隔设置的多排并安装在清洗输送履带水平段上方；清洗输送履带为具有透水性的材料制得，清洗水管所正对的清洗输送履带下方还安装有接水盘，接水盘一端连接有出水管道。

9.如权利要求3所述的流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，其特征在于，所述电池颗粒材料风干装置包括一个风干装置机架，风干装置机架上水平设置有风干输送履带，风干输送履带可循环转动地安装在水平相对设置的两个风干输送辊上，风干输送辊中具有一个和风干电机相连的主动辊，风干输送履带经过位于风干装置机架上方的一个风室，风室内设置有出风装置，出风装置通过送风管道和位于风室外的热风装置相连。

10.如权利要求9所述的流水线处理的废旧锂离子电池回收方法，其特征在于，所述热风装置包括连通设置在送风管道上的一个电热箱，还包括位于送风管道入口处的一个鼓风机，电热箱内并列设置有多组电阻丝；

所述出风装置包括沿流水线方向间隔排布的多组水平横向设置的主干风管，主干风管位于风干输送履带上方且一端连通到送风管道，主干风管上向下连通设置有若干支干风管，支干风管下端口位于临近风干输送履带上表面位置且封闭设置，支干风管周壁上靠近下端口位置设置有出风孔；

所述支干风管上端和主干风管之间为转动连接，出风孔为均匀布置在支干风管周壁的多个且出风方向沿切向布置；

所述支干风管下端向前下方倾斜设置。

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