CN117066250A - 一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于磷酸铁锂电池回收技术领域，具体是一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置，包括U型座，U型座的正上方设置有往复摆动对磷酸铁锂碎屑筛分的筛分箱，筛分箱内设置有对粉碎后的磷酸铁锂进行筛分的多个筛料板，筛分箱远离出料口一的一端设置有出料口二，U型座靠近出料口二的底部一侧固定连接有安装座，出料口二的正下方设置有对辅助电解质分离的分离机构；本发明通过设置分离机构，沉降筒随筛分箱同步运动，对电解质进一步筛分并使其分层，实现对电解质进行分类，按压板对沉降筒内的电解质碎片进行压实，防止电解质碎片脱离沉降筒时散开，能够与有效提高电解质的纯度，便于后续进行处理和回收利用。
Description
技术领域
本发明涉及磷酸铁锂电池回收技术领域，尤其涉及一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置。
背景技术
随着电动汽车的普及，磷酸铁锂电池的使用越来越广泛。但是，随之而来的问题是大量的废旧电池会对环境造成污染。因此，回收利用废旧磷酸铁锂电池已成为环保领域的重要任务，目前，常见的磷酸铁锂电池回收方法是采用物理、化学或热力等方法进行处理，现有的磷酸铁锂电池回收通过电池拆分装置、电池破碎装置、筛分装置以及收集装置完成对磷酸铁锂电池回收。
其中，现有筛分装置对部分混合的磷酸盐、碳酸锂等电解质实现分离，难以将筛分的电解质进行分层处理，难以防止被分层后的不同电解质在排料时再次混合，同时难以实现自动排料并及时分离，防止被分离的电解质继续堆叠混合；
针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置，以解决背景技术中提出的对筛分后的不同电解质进行实现分离，难以实现对混合的电解质进行分层分类，不同种类电解质混合难以提高电解质的纯度，以及分层后难以对电解质进行定型，导致分层后的不同种类电解质继续混合的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置，包括U型座，所述U型座的正上方设置有往复摆动对磷酸铁锂碎屑筛分的筛分箱，所述筛分箱内设置有对粉碎后的磷酸铁锂进行筛分的多个筛料板，所述筛分箱一端设置有与筛料板对应的出料口一，所述筛分箱远离出料口一的一端设置有出料口二，所述U型座靠近出料口二的底部一侧固定连接有安装座，所述出料口二的正下方设置有对辅助电解质分离的分离机构；
所述分离机构包括与筛分箱同步往复运动的沉降筒，所述筛分箱的侧面固定连接有连接座，所述连接座的下表面固定连接有向沉降筒延伸的液压推杆，所述液压推杆的伸缩端固定连接有向沉降筒内延伸的按压板。
优选的，所述U型座位于筛分箱正下方设置有由电机驱动转动的曲轴，所述曲轴贯穿并定轴转动连接有对其进行限位的限位架，所述曲轴上套设有推动筛分箱往复摆动的活动杆，所述筛分箱的下表面固定连接有与活动杆活动连接的连接块一，所述活动杆和连接块一之间通过销轴转动连接。
优选的，所述筛分箱下表面矩阵分布设置有四个连接块二，四个所述连接块二焊接在筛分箱的下表面，四个所述连接块二靠近对应的U型座内壁的表面均固定连接有滑动杆，所述滑动杆均贯穿U型座并与U型座侧壁限位滑动连接，所述滑动杆外轮廓位于连接块二和U型座侧壁之间套设有弹簧一，其中一个所述滑动杆的端部固定连接有与沉降筒焊接的固定环。
优选的，所述筛料板设置有不少于三块，每个所述筛料板上均固定连接有导料板，所述筛料板分别向对应的出料口一和出料口二方向倾斜设置，所述筛料板竖直间隔设置在筛分箱内壁并与其固定连接，所述筛料板从上至下表面的孔径逐渐缩小，最底部所述筛料板为未开设孔径的平面设置。
优选的，所述沉降筒上部呈漏斗状，所述沉降筒漏斗状的底部为直筒装，所述按压板外径与沉降筒直筒内壁相互贴合，所述沉降筒上表面光滑的弧面设置，所述沉降筒底部为平面设置，所述沉降筒靠近底部的外轮廓上固定连接有连接块三，所述沉降筒的底部设置有对其密封的转动底板，所述转动底板位于连接块三的正下方固定连接有贯穿连接块三并与连接块三限位滑动连接的转动柱。
优选的，所述连接块三上设置有驱动转动底板转动的滑动柱二，所述滑动柱二贯穿连接块三并与其竖直滑动，所述滑动柱二靠近底部的外轮廓上固定连接有转动柱延伸的滑动柱三，所述转动柱的表面开始有供滑动柱三插入并与其滑动连接滑动槽，所述液压推杆的伸缩端外壁固定连接有连接杆，所述连接杆下表面固定连接有向滑动柱二顶部延伸的按压杆，所述滑动柱二的顶端固定连接有挡片，所述滑动柱二外轮廓上套设有与连接块三和挡片相抵的弹簧二。
优选的，所述曲轴的轴端贯穿限位架并固定连接有转动盘，所述转动盘的表面固定连接有滑动柱一，所述滑动柱一贯穿滑动连接有竖直设置的滑动框架，所述滑动框架两侧均固定连接有推动杆，其中一个所述推动杆贯穿U型座并固定连接有向沉降筒底部延伸的推动块，所述安装座表面固定连接有供沉降筒内压实碎片放置的放置块，另一个所述推动杆贯穿并固定滑动连接有限位块。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过设置分离机构，沉降筒随筛分箱同步运动，能够对落入至沉降筒内的磷酸盐、碳酸锂等电解质进一步筛分并使其分层，从而便于实现对直径相同而密度不同的电解质进行分类，按压板对沉降筒内的电解质碎片进行压实，防止电解质碎片脱离沉降筒时散开，能够有效提高电解质的纯度，便于后续进行处理和回收利用；
(2)通过滑动柱二与转动柱配合，能够实现对压实电解质碎片进行自动下料，当再次使用筛分箱时，推动块将压实的碎片推离沉降筒底部，防止后续从沉降筒内掉落的压实的电解质碎片进行堆叠混合，进一步防止被分层的电解质碎片混合。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明；
图1是本发明整体结构立体图一；
图2是本发明整体结构立体图二；
图3是本发明结构图2正视结构示意图；
图4是本发明结构曲轴结构示意图；
图5是本发明液压推杆结构示意图；
图6是本发明转动柱结构示意图。
图例说明：1、U型座；2、安装座；3、筛分箱；4、出料口一；5、筛料板；6、连接座；7、沉降筒；8、液压推杆；9、按压板；10、出料口二；11、滑动槽；12、固定环；13、推动块；14、活动杆；15、连接块一；16、连接块二；17、滑动杆；18、弹簧一；19、放置块；20、曲轴；21、限位架；22、滑动柱一；23、滑动框架；24、推动杆；25、按压杆；26、连接杆；27、转动盘；28、导料板；29、转动底板；30、连接块三；31、转动柱；32、滑动柱二；33、弹簧二；34、滑动柱三。
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。
实施例一：
本实施例用于解决对筛分后的不同电解质进行实现分离，难以实现对混合的电解质进行分层分类，不同种类电解质混合难以提高电解质的纯度，以及分层后难以对电解质进行定型的问题。
请参阅图1-图6所示，本实施例为一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置，包括U型座1，其特征在于，U型座1的正上方设置有通过往复摆动方式对磷酸铁锂碎屑筛分的筛分箱3，筛分箱3内设置有对粉碎后的磷酸铁锂进行筛分的多个筛料板5，筛分箱3一端设置有与筛料板5对应的出料口一4，筛分箱3远离出料口一4的一端设置有出料口二10，U型座1靠近出料口二10的底部一侧固定连接有安装座2，出料口二10的正下方设置有对辅助电解质分离的分离机构；
分离机构包括能够与筛分箱3同步往复运动的沉降筒7，筛分箱3的侧面固定连接有连接座6，连接座6的下表面固定连接有向沉降筒7内延伸的液压推杆8，液压推杆8的伸缩端固定连接有向沉降筒7内延伸的按压板9。
将粉碎并干燥处理后的磷酸铁锂电池碎片放入筛分箱3内进行筛分，当筛分箱3进行往复的摆动，对磷酸铁锂电池碎屑进行筛分，通过筛料板5设置有多层，从而实现对磷酸铁锂电池碎屑多级筛分处理，最终通过与筛料板5对应的出料口一4和最底部筛料板5对应的出料口二10排料处理，靠近出料口二10正下方设置的分离机构随着筛分箱3同步进行摆动，被筛分后的电解质颗粒落入沉降筒7内进行分层，由于不同的电解质碎屑的质量不同，通过沉降筒7往复的摆动能够对不同质量的电解质碎屑进行分层，实现对电解质碎屑进行一步进行筛分，将收集到的分层的电解质碎屑分离，依通过溶解、沉淀、洗涤、沉淀和离心最终分离干燥得到纯净的电解质，通过以上步骤，可以将废旧磷酸锂铁电池中的电解质分离出来，并得到高纯度的电解质。
U型座1位于筛分箱3正下方设置有由电机驱动转动的曲轴20，曲轴20贯穿并定轴转动连接有对其进行限位的限位架21，曲轴20上套设有推动筛分箱3往复摆动的活动杆14，筛分箱3的下表面固定连接有与活动杆14活动连接的连接块一15，活动杆14和连接块一15之间通过销轴转动连接。
电机固定在U型座1上靠近曲轴20端部的一侧，且电机输出轴与曲轴20轴端固定连接，当前启动电机时，套设在曲轴20上的活动杆14往复推动连接块一15，从而对筛分箱3施加往复运动的动力，从而实现落入筛分箱3内的磷酸铁锂电池碎片进行筛分。
筛分箱3下表面矩阵分布设置有四个连接块二16，四个连接块二16焊接在筛分箱3的下表面，四个连接块二16靠近对应的U型座1内壁的表面均固定连接有滑动杆17，滑动杆17均贯穿U型座1并与U型座1侧壁限位滑动连接，滑动杆17外轮廓位于连接块二16和U型座1侧壁之间套设有弹簧一18，其中一个滑动杆17的端部固定连接有与沉降筒7焊接的固定环12。
由上述中提出的套设在曲轴20上的活动杆14往复推动连接块一15，并配合弹簧一18，通过滑动杆17对筛分箱3运动方向进行限位，能够使筛分箱3在水平方向上进行往复的摆动，实现对其内的磷酸铁锂电池碎片进行筛分处理，同时滑动杆17与固定环12固定连接，能够对使筛分箱3与沉降筒7进行同步运动，实现对落入沉降筒7内的电解质碎片进一步分层处理。
筛料板5设置有不少于三块，每个筛料板5上均固定连接有导料板28，筛料板5分别向对应的出料口一4和出料口二10方向倾斜设置，筛料板5竖直间隔设置在筛分箱3内壁并与其固定连接，筛料板5从上至下表面的孔径逐渐缩小，最底部筛料板5为未开孔的平面设置。
由于筛料板5向对应的出料口一4和出料口二10方向倾斜设置，当筛分箱3整体进行往复摆动进行筛分的同时，能够使磷酸铁锂电池碎片依次通过筛料板5，大于筛料板5表面孔径的碎片沿筛料板5表面流入至对应的出料口一4内并排出，小于筛料板5表面孔径的碎片落入下一个筛料板5继续进行筛分，直到落入至最底部的筛料板5并沿着筛料板5从出料口二10处流出，并落入至沉降筒7内，进一步进行分离处理，实现对磷酸铁锂电池碎片中的电解质进行筛分。
实施例二：
本实施例用于解决防止分层后的不同种类电解质继续混合，以及被分层的电解质继续堆叠混合的问题。
请参阅图1、图4和图6所示，本实施例的一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置，包括沉降筒7上部呈漏斗状，沉降筒7漏斗状的底部为直筒装，按压板9外径与沉降筒7直筒内壁相互贴合，沉降筒7上表面光滑的弧面设置，沉降筒7底部为平面设置，沉降筒7靠近底部的外轮廓上固定连接有连接块三30，沉降筒7的底部设置有对其密封的转动底板29，转动底板29位于连接块三30的正下方固定连接有贯穿连接块三30并与连接块三30限位滑动连接的转动柱31。
筛选结束后，沉降筒7内的磷酸铁锂电池碎片由于其不同电解质的质量不同，在随着筛分箱3反复运动的同时能够对不同电解质进行分层处理，液压推杆8推动其伸缩端部的按压板9在沉降筒7内竖直向下对其进行压实，并将其压实成饼状，完成压后，沉降筒7底部的转动底板29转动并完成自动下料。
滑动柱二32贯穿连接块三30并与其竖直滑动，滑动柱二32靠近底部的外轮廓上固定连接有转动柱31延伸的滑动柱三34，转动柱31的表面开始有供滑动柱三34插入并与其滑动连接滑动槽11，液压推杆8的伸缩端外壁固定连接有连接杆26，连接杆26下表面固定连接有向滑动柱二32顶部延伸的按压杆25，滑动柱二32的顶端固定连接有挡片，滑动柱二32外轮廓上套设有与连接块三30和挡片相抵的弹簧二33。
随着液压推杆8的伸缩端继续的下降移动，固定在液压推杆8伸缩端外轮廓上的连接杆26推动按压杆25，并通过按压杆25与弹簧二33顶端接触并推动弹簧二33向下运动，此时通过弹簧二33外壁固定连接的滑动柱三34在滑动槽11内滑动，通过滑动槽11为螺旋延伸滑槽，能够使与转动柱31进行转动，并使与转动柱31固定连接的转动底板29转动与沉降筒7的底部分离，从而实现打开转动底板29，使被压实的碎片自动下料，同时通过设置弹簧二33能够对滑动柱二32自动复位，同理能够使转动底板29复位，便于再次启动电机驱动筛分箱3，并将磷酸铁锂电池碎片加入筛分箱3内继续进行筛选。
曲轴20的轴端贯穿限位架21并固定连接有转动盘27，转动盘27的表面固定连接有滑动柱一22，滑动柱一22贯穿滑动连接有竖直设置的滑动框架23，滑动框架23两侧均固定连接有推动杆24，其中一个推动杆24贯穿U型座1并固定连接有向沉降筒7底部延伸的推动块13，安装座2表面固定连接有供沉降筒7内压实碎片放置的放置块19，另一个推动杆24贯穿并固定滑动连接有限位块。
当重新启动驱动曲轴20转动的电机，并将磷酸铁锂电池碎片加入筛分箱3内继续进行筛选，曲轴20转动带动转动盘27继续的转动，此时转动盘27表面固定连接的滑动柱一22往复推动推动杆24，其中靠近沉降筒7的底部一端的推动杆24推动推动块13，并向沉降筒7的底部进行移动，能够将压实的碎片推离沉降筒7底部，防止后续从沉降筒7内掉落的压实的碎片进行堆叠，便于对掉落的碎片进行收集处理。
结合实施例一和实施例二
通过设置分离机构，沉降筒7随筛分箱3同步运动，能够将落入至沉降筒7内的电解质进一步筛分并使其分层，从而便于实现对直径相同不同质量的电解质进行分类，按压板9对沉降筒7内的电解质碎片进行压实，防止电解质碎片脱离沉降筒7时散开，同时通过滑动柱二32与转动柱31配合，能够实现对压实电解质碎片进行自动下料，当再次使用筛分箱3时，通过推动块13将压实的碎片推离沉降筒7底部，防止后续从沉降筒7内掉落的压实的碎片进行堆叠混合。
如图1-图6所示，本发明的工作过程及原理如下：
步骤一，将粉碎并干燥处理后的磷酸铁锂电池碎片放入筛分箱3内进行筛分，当筛分箱3进行往复的摆动，对磷酸铁锂电池碎屑进行多级筛分处理，被筛分后的电解质碎屑能落入沉降筒7内随着筛分箱3同步摆动，由于不同的电解质碎屑的质量不同，通过沉降筒7往复的摆动能够对不同质量的电解质碎屑进行分层，实现对电解质碎屑进一步进行筛分。
步骤二，筛分结束后停止驱动曲轴20转动的电机，液压推杆8推动其伸缩端部的按压板9在沉降筒7内竖直向下对其进行压实，并将其压实成饼状，随着液压推杆8伸缩端继续向下移动并推动弹簧二33，弹簧二33外壁固定连接的滑动柱三34在滑动槽11内滑动使与转动柱31固定连接的转动底板29转动与沉降筒7的底部分离，从而实现打开转动底板29，沉降筒7底部的转动底板29转动并完成自动下料，当再次对筛分箱3加入磷酸铁锂电池碎片进行筛分时，通过靠近沉降筒7的底部一端的推动杆24推动推动块13，并向沉降筒7的底部进行移动，能够将压实的碎片推离沉降筒7底部，防止后续从沉降筒7内掉落的压实的碎片进行堆叠，便于对掉落的碎片进行收集处理。
将收集到的分层的电解质碎屑放入反应器中，加入适量的盐酸溶液，使电解质溶解，将盐酸溶液中的电解质离子与氢氧化钠反应，生成电解质氢氧化物沉淀，沉淀后离心分离，将沉淀中的电解质氢氧化物洗涤干净，然后加入硝酸进行反应，生成硝酸盐。将硝酸盐溶液中的硝酸根离子与氯化钠反应，生成氯化物沉淀，沉淀后离心分离，将沉淀中的氯化物洗涤干净，然后进行干燥，得到纯净的电解质，通过以上步骤，可以将废旧磷酸锂铁电池中的电解质分离出来，并得到高纯度的电解质。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
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，可做很多的修改和变化。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 (7)
1.一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置，包括U型座(1)，其特征在于，所述U型座(1)的正上方设置有通过往复摆动方式对磷酸铁锂碎屑筛分的筛分箱(3)，所述筛分箱(3)内设置有对粉碎后的磷酸铁锂进行筛分的多个筛料板(5)，所述筛分箱(3)一端设置有与筛料板(5)对应的出料口一(4)，所述筛分箱(3)远离出料口一(4)的一端设置有出料口二(10)，所述U型座(1)靠近出料口二(10)的底部一侧固定连接有安装座(2)，所述出料口二(10)的正下方设置有对辅助电解质分离的分离机构；
所述分离机构包括能够与筛分箱(3)同步往复运动的沉降筒(7)，所述筛分箱(3)的侧面固定连接有连接座(6)，所述连接座(6)的下表面固定连接有向沉降筒(7)内延伸的液压推杆(8)，所述液压推杆(8)的伸缩端固定连接有向沉降筒(7)内延伸的按压板(9)。
2.根据权利要求1所述的一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置，其特征在于，所述U型座(1)位于筛分箱(3)正下方设置有由电机驱动转动的曲轴(20)，所述曲轴(20)贯穿并定轴转动连接有对其进行限位的限位架(21)，所述曲轴(20)上套设有推动筛分箱(3)往复摆动的活动杆(14)，所述筛分箱(3)的下表面固定连接有与活动杆(14)活动连接的连接块一(15)，所述活动杆(14)和连接块一(15)之间通过销轴转动连接。
3.根据权利要求2所述的一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置，其特征在于，所述筛分箱(3)下表面矩阵分布设置有四个连接块二(16)，四个所述连接块二(16)焊接在筛分箱(3)的下表面，四个所述连接块二(16)靠近对应的U型座(1)内壁的表面均固定连接有滑动杆(17)，所述滑动杆(17)均贯穿U型座(1)并与U型座(1)侧壁限位滑动连接，所述滑动杆(17)外轮廓位于连接块二(16)和U型座(1)侧壁之间套设有弹簧一(18)，其中一个所述滑动杆(17)的端部固定连接有与沉降筒(7)焊接的固定环(12)。
4.根据权利要求3所述的一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置，其特征在于，所述筛料板(5)设置有不少于三块，每个所述筛料板(5)上均固定连接有导料板(28)，所述筛料板(5)分别向对应的出料口一(4)和出料口二(10)方向倾斜设置，所述筛料板(5)竖直间隔设置在筛分箱(3)内壁并与其固定连接，所述筛料板(5)从上至下表面的孔径逐渐缩小，最底部所述筛料板(5)为未开孔的平面设置。
5.根据权利要求4所述的一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置，其特征在于，所述沉降筒(7)上部呈漏斗状，所述沉降筒(7)漏斗状的底部为直筒装，所述按压板(9)外径与沉降筒(7)直筒内壁相互贴合，所述沉降筒(7)上表面光滑的弧面设置，所述沉降筒(7)底部为平面设置，所述沉降筒(7)靠近底部的外轮廓上固定连接有连接块三(30)，所述沉降筒(7)的底部设置有对其密封的转动底板(29)，所述转动底板(29)位于连接块三(30)的正下方固定连接有贯穿连接块三(30)并与连接块三(30)限位滑动连接的转动柱(31)。
6.根据权利要求5所述的一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置，其特征在于，所述连接块三(30)上设置有驱动转动底板(29)转动的滑动柱二(32)，所述滑动柱二(32)贯穿连接块三(30)并与其竖直滑动，所述滑动柱二(32)靠近底部的外轮廓上固定连接有转动柱(31)延伸的滑动柱三(34)，所述转动柱(31)的表面开始有供滑动柱三(34)插入并与其滑动连接滑动槽(11)，液压推杆(8)的伸缩端外壁固定连接有连接杆(26)，所述连接杆(26)下表面固定连接有向滑动柱二(32)顶部延伸的按压杆(25)，所述滑动柱二(32)的顶端固定连接有挡片，所述滑动柱二(32)外轮廓上套设有与连接块三(30)和挡片相抵的弹簧二(33)。
7.根据权利要求2所述的一种带有电解质分离功能的磷酸铁锂电池回收装置，其特征在于，所述曲轴(20)的轴端贯穿限位架(21)并固定连接有转动盘(27)，所述转动盘(27)的表面固定连接有滑动柱一(22)，所述滑动柱一(22)贯穿滑动连接有竖直设置的滑动框架(23)，所述滑动框架(23)两侧均固定连接有推动杆(24)，其中一个所述推动杆(24)贯穿U型座(1)并固定连接有向沉降筒(7)底部延伸的推动块(13)，所述安装座(2)表面固定连接有供沉降筒(7)内压实碎片放置的放置块(19)，另一个所述推动杆(24)贯穿并固定滑动连接有限位块。
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