CN118213658A - 一种锂电池电解液处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池电解液处理设备，包括预处理机构、蒸馏机构、结晶机构以及尾气处理机构；其中，所述预处理机构包括承载有处理溶剂的料筒，所述预处理机构用于使所述电池中的电解液溶解至所述处理溶剂中以形成电解液溶剂混合物；所述蒸馏机构包括蒸馏腔，所述蒸馏腔用于对所述电解液溶剂混合物进行蒸馏处理以形成锂盐沉淀物、气相物以及液相物；所述结晶机构包括结晶腔，所述结晶腔用于对所述液相物进行结晶处理以形成含氟结晶物；所述尾气处理机构包括尾气处理腔，所述尾气处理腔用于对所述气相物进行化学处理以形成含氟沉淀物。通过本发明实现对锂电池电解液中的锂盐进行充分回收，并且回收过程能够有效减少含氟成分的挥发。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种锂电池电解液处理设备。
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。随着锂电池广泛应用，锂电池的回收处理的需求也越来越大。其中锂电池的电解液中就含有锂盐以及不宜直接释放到环境中的含氟气体。如何充分进行锂盐回收以及减少含氟气体的挥发，成为锂电池电解液回收过程中的一大难题。
要说明的是，上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种锂电池电解液处理设备，旨在实现对锂电池电解液中的锂盐进行充分回收，并且回收过程能够有效减少含氟成分的挥发。
为实现上述目的，本发明提出一种锂电池电解液处理设备，包括：
壳体，所述壳体的内部设有预处理机构、蒸馏机构、结晶机构、尾气处理机构以及进料机构；其中，
所述预处理机构包括承载有处理溶剂的料筒，所述预处理机构用于将拆解后的电池浸泡于所述料筒中，以使所述电池中的电解液溶解至所述处理溶剂中以形成电解液溶剂混合物；
所述蒸馏机构包括蒸馏腔，所述蒸馏腔用于对所述电解液溶剂混合物进行蒸馏处理以形成锂盐沉淀物、气相物以及液相物；
所述结晶机构包括结晶腔，所述结晶腔用于对所述液相物进行结晶处理以形成含氟结晶物；
所述尾气处理机构包括尾气处理腔，所述尾气处理腔用于对所述气相物进行化学处理以形成含氟沉淀物；
所述进料机构用于向所述结晶腔供给第一化学物，以使所述液相物发生结晶处理；以及向所述尾气处理腔供给第二化学物，以使所述气相物发生化学处理。
可选地，
所述料筒、所述蒸馏腔以及所述结晶腔由上至下依次设置，且所述料筒与所述蒸馏腔之间通过连接通道相互连通，所述蒸馏腔与所述结晶腔相互连通；
还包括同轴设置的第一轴杆以及第二轴杆，其中，
所述第一轴杆设置于所述料筒的内部，所述第一轴杆相对于所述料筒可发生相对旋转运动以及上下滑动运动，所述第一轴杆的下端贯穿所述料筒并延伸至所述连接通道中；所述第一轴杆上套设有第一密封环，且所述第一密封环位于所述料筒的下方；
所述第二轴杆设置于所述蒸馏腔的内部，所述第二轴杆相对于所述蒸馏腔可发生相对旋转运动以及上下滑动运动；所述第二轴杆的上端贯穿所述蒸馏腔并延伸至所述连接通道中，所述第二轴杆的下端贯穿所述蒸馏腔并延伸至所述结晶腔中；所述第二轴杆上套设有第二密封环，且所述第二密封环位于所述蒸馏腔的下方；
当所述第一轴杆向上移动至第一位置时，所述第一轴杆的上端与位于料筒内顶部的搅拌组件相连接，并带动所述搅拌组件进行旋转，且所述第一密封环与所述料筒相互密封抵接；当所述第一轴杆向下移动至第二位置时，所述第二密封环解除与所述料筒之间的密封抵接；当所述第一轴杆继续向下移动至第三位置时，所述第一轴杆的下端与所述第二轴杆的上端相连接，并带动所述第二轴杆从第四位置向下移动至第五位置；
当所述第二轴杆处于第四位置时，所述第二密封环与所述蒸馏腔相互密封抵接；当所述第二轴杆处于第五位置时，所述第二密封环解除与所述蒸馏腔之间的密封抵接；
所述壳体设置旋转驱动装置、位移驱动装置以及弹性复位装置，所述旋转驱动装置以及所述位移驱动装置均与所述第一轴杆相连接，其中旋转驱动装置用于驱动所述第一轴杆发生旋转运动，所述位移驱动装置用于驱动所述第一轴杆发生上下滑动运动；所述弹性复位装置与所述第二轴杆相连接，所述弹性复位装置用于驱动所述第二轴杆在无外力作用下保持于第四位置。
可选地，
所述第一轴杆的下端设有第一离合片，所述第二轴杆的上端设有第二离合片，所述第一离合片与所述第二离合片啮合配合，以使所述第一轴杆能够驱动所述第二轴杆进行旋转运动。
可选地，
所述进料机构包括料仓、第一进料螺杆以及第一进料管，所述第一进料管的一端延伸至所述结晶腔的内部上方，所述第一进料螺杆转动连接在所述第一进料管的内部；
所述第一轴杆套设有第一锥齿轮，且所述第一锥齿轮位于所述第一密封环与所述第一离合片之间；所述壳体转动连接有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合配合；所述第二锥齿轮同轴固定连接有第二链轮，所述第一进料螺杆套设有第一链轮，所述第二链轮与所述第一链轮之间通过第一传动链传动连接；
或者，所述第二轴杆的下端设有第三锥齿轮；所述第一进料螺杆的下端设有第四锥齿轮，所述第三锥齿轮与所述第四锥齿轮啮合配合；所述第一进料螺杆的下部且位于所述第四锥齿轮的上方设有料盘。
可选地，
所述进料机构还包括第二进料螺杆以及第二进料管，所述第二进料管的一端延伸至所述尾气处理腔的内部，所述第二进料螺杆转动连接在所述第二进料管的内部；
所述第一进料螺杆套设有第一带轮，所述第二进料螺杆套设有第二带轮，所述第一带轮与所述第二带轮通过传动带传动连接。
可选地，
所述第一轴杆的上端设有第三离合片；所述搅拌组件包括转动盘以及安装于所述转动盘的搅拌叶片；所述转动盘的底部轴心位置设有第四离合片；所述第三离合片与所述第四离合片啮合配合。
可选地，
所述转动盘的顶部轴心位置设有第三链轮；
所述壳体的内部且位于所述转动盘的相对两侧设有成对设置的丝杆，所述丝杆的下端延伸至所述结晶腔的两侧；所述丝杆套设有第四链轮，所述第三链轮与所述第四链轮通过第二传动链传动连接；
每个所述丝杆的下部均螺纹连接有第一滑块，所述第一滑块与所述壳体上下滑动连接；所述结晶腔的内部设有可形变的网状物，所述网状物的相对两端分别与两个所述第一滑块连接；所述结晶腔的中部正上方设有水平布置的导板，所述导板呈U型结构设置，且所述导板的U型开口朝向所述结晶腔的底部；
当所述第一滑块沿所述丝杆滑动至下方位置时，所述网状物铺设于所述结晶腔的内底面；当所述第一滑块沿所述丝杆滑动至上方位置时，所述网状物被所述第一滑块所牵引呈U形状上升，并上升至所述网状物的U形状谷部与所述导板的U型开口处相互贴合。
可选地，
所述结晶腔的内底面为半圆形结构。
可选地，
所述转动盘的表面设有镂空孔，所述镂空孔用于供拆解后的所述电池通过；
所述转动盘的上方设有两个对称设置的平板件，每个所述平板件与所述转动盘之间均设有两根支撑杆，所述支撑杆与所述壳体固定连接；位于靠近所述丝杆一侧的所述支撑杆与所述平板件可分离连接，且位于远离所述丝杆一侧的所述支撑杆与所述平板件铰接；
所述丝杆的上部螺纹连接有第二滑块，所述第二滑块与所述壳体上下滑动连接；所述第二滑块的下部固定连接有压板，所述压板位于所述平板件的上方；所述第二滑块与所述平板件的靠近所述丝杆的一侧设有绳状物；
当所述第二滑块沿所述丝杆滑动至下方位置时，所述压板与所述平板件相互靠近；当所述第二滑块沿所述丝杆滑动至上方位置时，所述平板件靠近所述丝杆的一侧受到所述绳状物的牵引而上升，以使所述平板件绕位于远离所述丝杆一侧的所述支撑杆发生旋转。
可选地，所述蒸馏腔的内部连通有进气管以及出气管，所述进气管与外部气源连接，所述出气管与所述尾气处理腔连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明在壳体内部设置预处理机构、蒸馏机构、结晶机构、尾气处理机构以及进料机构，其中预处理机构用于将拆解后的电池浸泡于所述料筒中，以使所述电池中的电解液溶解至所述处理溶剂中以形成电解液溶剂混合物；蒸馏机构用于对放置于蒸馏腔的电解液溶剂混合物进行蒸馏处理以形成锂盐沉淀物、气相物以及液相物；结晶机构用于对放置于结晶腔的液相物进行结晶处理以形成含氟结晶物；尾气处理机构用于对放置于尾气处理腔的气相物进行化学处理以形成含氟沉淀物；进料机构用于向结晶腔供给第一化学物，以使液相物发生结晶处理；以及向尾气处理腔供给第二化学物，以使气相物发生化学处理。
通过上述操作过程能够有效对锂电池电解液中的锂盐进行充分回收；并且地，上述操作过程均处于封闭的壳体内进行，同时将含氟物质最终形成含氟结晶物以及含氟沉淀物，避免蒸馏过程中含氟气体挥发至外界，从而实达到回收过程能够有效减少含氟成分挥发的目的。
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前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明锂电池电解液处理设备一实施例的整体结构示意图；
图2为本发明锂电池电解液处理设备一实施例的内部结构示意图其一；
图3为本发明锂电池电解液处理设备一实施例的内部结构示意图其二；
图4为本发明锂电池电解液处理设备一实施例的内部结构示意图其三；
图5为附图4中的A处局部放大图；
图6为附图4中的B处局部放大图；
图7为附图4中的C处局部放大图；
图8为本发明锂电池电解液处理设备一实施例中进料机构的结构示意图；
图9为本发明锂电池电解液处理设备一实施例中网状物的结构示意图；
图10为本发明锂电池电解液处理设备一实施例中压板的结构示意图（图a为第二滑块下移过程；图b为第二滑块上移过程）。
图中所标各部件的名称如下：
1、壳体；101、第二锥齿轮；102、第二链轮；2、料筒；3、蒸馏腔；4、结晶腔；6、尾气处理腔；7、进料机构；8、连接通道；10、搅拌组件；1001、转动盘；1002、搅拌叶片；1003、第四离合片；1004、第三链轮；1005、镂空孔；11、第一轴杆；1101、第一密封环；1102、第一离合片；1103、第三离合片；1104、第一锥齿轮；12、第二轴杆；1201、第二密封环；1202、第二离合片；1203、第三锥齿轮；14、料仓；15、第一进料螺杆；1501、第一链轮；1502、第四锥齿轮；1503、料盘；1504、第一带轮；16、第一进料管；17、第二进料螺杆；1701、第二带轮；18、第二进料管；19、丝杆；1901、第四链轮；1902、第二传动链；20、第一滑块；21、网状物；22、导板；23、平板件；24、支撑杆；25、第二滑块；26、压板；27、绳状物；28、第一传动链；29、进气管；30、出气管；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的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的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。
需要说明的是，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
此外，需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本实施例公开了一种锂电池电解液处理设备，参考附图1-10，包括：
壳体1，壳体1的内部设有预处理机构、蒸馏机构、结晶机构、尾气处理机构以及进料机构7；其中，
预处理机构包括承载有处理溶剂的料筒2，预处理机构用于将拆解后的电池浸泡于料筒2中，以使电池中的电解液溶解至处理溶剂中以形成电解液溶剂混合物；
蒸馏机构包括蒸馏腔3，蒸馏腔3用于对电解液溶剂混合物进行蒸馏处理以形成锂盐沉淀物、气相物以及液相物；
结晶机构包括结晶腔4，结晶腔4用于对液相物进行结晶处理以形成含氟结晶物；
尾气处理机构包括尾气处理腔6，尾气处理腔6用于对气相物进行化学处理以形成含氟沉淀物；
进料机构7用于向结晶腔4供给第一化学物，以使液相物发生结晶处理；以及向尾气处理腔6供给第二化学物，以使气相物发生化学处理。
本发明在壳体1内部设置预处理机构、蒸馏机构、结晶机构、尾气处理机构以及进料机构7，其中预处理机构用于将拆解后的电池浸泡于料筒2中，以使电池中的电解液溶解至处理溶剂中以形成电解液溶剂混合物；蒸馏机构用于对放置于蒸馏腔3的电解液溶剂混合物进行蒸馏处理以形成锂盐沉淀物、气相物以及液相物；结晶机构用于对放置于结晶腔4的液相物进行结晶处理以形成含氟结晶物；尾气处理机构用于对放置于尾气处理腔6的气相物进行化学处理以形成含氟沉淀物；进料机构7用于向结晶腔4供给第一化学物，以使液相物发生结晶处理；以及向尾气处理腔6供给第二化学物，以使气相物发生化学处理。
通过上述操作过程能够有效对锂电池电解液中的锂盐进行充分回收；并且地，上述操作过程均处于封闭的壳体1内进行，同时将含氟物质最终形成含氟结晶物以及含氟沉淀物，避免蒸馏过程中含氟气体挥发至外界，从而实达到回收过程能够有效减少含氟成分挥发的目的。
具体的，包括以下步骤：
步骤①：在电池拆解之后，放置至承载有处理溶剂的料筒2进行浸泡，以将存在于电池隔膜或者其他部件中的电解液溶解到处理溶剂中以形成电解液溶剂混合物，以方便后续提取。在本申请实施例中，上述处理溶剂可选择为碳酸二甲酯溶剂；
其中，上述关于电池拆解中，可以采用专用的电池剪刀或者其他电池拆解设备将电池预先破开，使得电池中的正极、负极以及隔膜等元件适当暴露即可。关于电池剪刀或者说电池拆解设备的具体结构，本申请不再具体公开，可以采用对用的现有技术。
步骤②：当预处理完成后，将料筒2中的电解液溶剂混合物流入至蒸馏腔3中，加热蒸馏腔3进行蒸馏处理，使得其中的锂盐形成锂盐沉淀物，同时使得部分含氟物质形成气相物挥发；
可以理解的，为了确保上述步骤中只需将电解液溶剂混合物流入至蒸馏腔3中，而电池拆解物依然保留在料筒2中；因此可在料筒2的出料孔增设过滤网（附图未示出），利用过滤网以对电池拆解物进行过滤。
步骤③：在蒸馏处理过程中，蒸馏所产生的气相物抽取至尾气处理腔6中，并在尾气处理腔6中加入第二化学物使得二者进行化学处理，利用第二化学物促进气相物中的含氟成分与钙离子反应形成含氟沉淀物；在本申请实施例中，第二化学物可选择为氢氧化钙水溶液；
步骤④：当蒸馏处理完成后，将上述锂盐沉淀物进行过滤，并将剩余的液相物输送到结晶腔4中，并在结晶腔4中加入第一化学物使其二者进行结晶处理，利用第一化学物促进液相物中剩余的氟离子与碳酸根反应形成含氟结晶物；在本实施例中，第一化学物可选择为氢氧化钙粉末；
可以理解的，为了确保上述步骤中只需将液相物流入至结晶腔4中，而锂盐沉淀物依然保留在蒸馏腔3中，因此可在蒸馏腔3的出料孔增设过滤网（附图未示出），利用过滤网以对锂盐沉淀物进行过滤。
步骤⑤：当结晶完成中，将结晶腔4中的含氟结晶物分离出来。
要说明的是，本申请实施例中第一轴杆11、第二轴杆12等其他部件优先采用耐腐蚀材料或者表面具有耐腐蚀涂层的材料，以缓解电解液成分对其部分的腐蚀，有利于延长本申请的使用寿命。
作为上述实施例的优选方案：
料筒2、蒸馏腔3以及结晶腔4由上至下依次设置，且料筒2与蒸馏腔3之间通过连接通道8相互连通，蒸馏腔3与结晶腔4相互连通；
还包括同轴设置的第一轴杆11以及第二轴杆12，其中，
第一轴杆11设置于料筒2的内部，第一轴杆11相对于料筒2可发生相对旋转运动以及上下滑动运动，第一轴杆11的下端贯穿料筒2并延伸至连接通道8中；第一轴杆11上套设有第一密封环1101，且第一密封环1101位于料筒2的下方；
第二轴杆12设置于蒸馏腔3的内部，第二轴杆12相对于蒸馏腔3可发生相对旋转运动以及上下滑动运动；第二轴杆12的上端贯穿蒸馏腔3并延伸至连接通道8中，第二轴杆12的下端贯穿蒸馏腔3并延伸至结晶腔4中；第二轴杆12上套设有第二密封环1201，且第二密封环1201位于蒸馏腔3的下方；
当第一轴杆11向上移动至第一位置时，第一轴杆11的上端与位于料筒2内顶部的搅拌组件10相连接，并带动搅拌组件10进行旋转，且第一密封环1101与料筒2相互密封抵接；当第一轴杆11向下移动至第二位置时，第二密封环1201解除与料筒2之间的密封抵接；当第一轴杆11继续向下移动至第三位置时，第一轴杆11的下端与第二轴杆12的上端相连接，并带动第二轴杆12从第四位置向下移动至第五位置；
当第二轴杆12处于第四位置时，第二密封环1201与蒸馏腔3相互密封抵接；当第二轴杆12处于第五位置时，第二密封环1201解除与蒸馏腔3之间的密封抵接；
壳体1设置旋转驱动装置（附图未示出）、位移驱动装置（附图未示出）以及弹性复位装置（附图未示出），旋转驱动装置以及位移驱动装置均与第一轴杆11相连接，其中旋转驱动装置用于驱动第一轴杆11发生旋转运动，位移驱动装置用于驱动第一轴杆11发生上下滑动运动；弹性复位装置与第二轴杆12相连接，弹性复位装置用于驱动第二轴杆12在无外力作用下保持于第四位置。在本实施例中，弹性复位装置可选择为弹簧件。
如此设置，
在预处理过程中第一轴杆11处于第一位置，即第一轴杆11的上端与位于料筒2内顶部的搅拌组件10相连接，并带动搅拌组件10进行旋转，且第一密封环1101与料筒2相互密封抵接。由于第一密封环1101与料筒2相互密封抵接，以保证预处理过程中电解液以及处理溶剂始终停留于料筒2中，并且搅拌组件10能够对电池拆解物以及处理溶剂进行搅拌，以提高电解液溶解到处理溶剂中以形成电解液溶剂混合物的成功率。
当预处理完毕后，位移驱动装置驱动第一轴杆11移动至第二位置，此时第二密封环1201解除与料筒2之间的密封抵接，电解液溶剂混合物能够直接通过连接通道8从料筒2落下至下方的蒸馏腔3中，简单快捷。可以理解的，本领域技术人员还可以额外设置其他料筒2与蒸馏腔3之间的连通通道，也应当处于本申请的保护范围。同时此时第二轴杆12仍处于无外力作用状态中，因此此时第二轴杆12在弹性复位装置的驱动下保持于第四位置，即第二密封环1201与蒸馏腔3相互密封抵接。使得电解液溶剂混合物能够停留在蒸馏腔3中以进行蒸馏处理。
当蒸馏处理完毕后，位移驱动装置驱动第一轴杆11移动至第三位置，此时第一轴杆11的下端与第二轴杆12的上端相连接，并带动第二轴杆12克服弹性复位装置的作用从第四位置向下移动至第五位置，以使得第二密封环1201解除与蒸馏腔3之间的密封抵接，液相物能够直接通过从蒸馏腔3落下至下方的结晶腔4中，简单快捷。可以理解的，本领域技术人员还可以额外设置其他料筒2与蒸馏腔3之间的连通通道，也应当处于本申请的保护范围。
进一步地，第一轴杆11的下端设有第一离合片1102，第二轴杆12的上端设有第二离合片1202，第一离合片1102与第二离合片1202啮合配合，以使第一轴杆11能够驱动第二轴杆12进行旋转运动。如此设置，当第一轴杆11移动至第三位置时，第一轴杆11的第一离合片1102与第二轴杆12的第二离合片1202相互啮合，使得旋转驱动装置驱动第一轴杆11进行旋转的同时，也能够带动第二轴杆12进行旋转，以便于后续实施例中，位于第二轴杆12的下端的第三锥齿轮1203能够带动第一进料螺杆15的第四锥齿轮1502进行旋转，从而驱动第一进料螺杆15进行进料操作。
进一步地，第一轴杆11的上端设有第三离合片1103；搅拌组件10包括转动盘1001以及安装于转动盘1001的搅拌叶片1002；转动盘1001的底部轴心位置设有第四离合片1003；第三离合片1103与第四离合片1003啮合配合。如此设置，当第一轴杆11移动至第一位置时，第一轴杆11的第三离合片1103与转动盘1001的第四离合片1003相互啮合，使得旋转驱动装置驱动第一轴杆11进行旋转的同时，也能够带动转动盘1001进行旋转，以便安装于转动盘1001上的搅拌叶片1002能够随之进行旋转，从而对位于料筒2中的电池拆解物与处理溶剂相互搅拌混合，提高电解液溶解到处理溶剂中以形成电解液溶剂混合物的成功率。
需要说明的是，由于本申请实施例中第一轴杆11的上下两端分别设置有第三离合片1103以及第一离合片1102，为了确保旋转驱动装置以及位移驱动装置能够顺利驱动第一轴杆11进行相应的旋转以及位移运动，可将旋转驱动装置以及位移驱动装置通过链传动、齿轮传动等方式与第一轴杆11的侧部相连接，使得第一轴杆11在进行旋转以及位移运动的同时，其上下两端也能够对其他部件进行有效连接。
进一步地，料筒2的内部安装有喷淋喷头（附图未示出）。如此设置，通过喷淋喷头对料筒2中注入处理溶剂或者其他保护试剂。
作为上述实施例的优选方案：
参考附图4以及附图6-8，进料机构7包括料仓14、第一进料螺杆15以及第一进料管16，第一进料管16的一端延伸至结晶腔4的内部上方，第一进料螺杆15转动连接在第一进料管16的内部；
如此设置，将第一化学物贮存于料仓14中，通过第一进料螺杆15的螺旋带动，使得第一化学物能够沿第一进料管16移动并排放至结晶腔4中，结构简单实用性强。关于第一进料螺杆15的驱动方式，本申请公开了以下两种方法：
方法一：第一轴杆11套设有第一锥齿轮1104，且第一锥齿轮1104位于第一密封环1101与第一离合片1102之间；壳体1转动连接有第二锥齿轮101，第一锥齿轮1104与第二锥齿轮101啮合配合；第二锥齿轮101同轴固定连接有第二链轮102，第一进料螺杆15套设有第一链轮1501，第二链轮102与第一链轮1501之间通过第一传动链28传动连接；
如此设置，当第一轴杆11移动至第三位置时，带动第二轴杆12从第四位置向下移动至第五位置，此时第二密封环1201解除与蒸馏腔3之间的密封抵接，液相物能够直接通过从蒸馏腔3落下至下方的结晶腔4中；同时，此时第一轴杆11的第一锥齿轮1104与壳体1的第二锥齿轮101相互啮合，由于第二锥齿轮101同轴固定连接有第二链轮102，并且第一进料螺杆15套设有第一链轮1501，通过第一传动链28的传动作用使得第二链轮102与第一链轮1501相互传动，从而驱动第一进料螺杆15旋转进行进料操作，实现第一轴杆11间接驱动第一进料螺杆15进行旋转。
方法二：第二轴杆12的下端设有第三锥齿轮1203；第一进料螺杆15的下端设有第四锥齿轮1502，第三锥齿轮1203与第四锥齿轮1502啮合配合。
如此设置，当第一轴杆11移动至第三位置时，带动第二轴杆12从第四位置向下移动至第五位置，此时第二密封环1201解除与蒸馏腔3之间的密封抵接，液相物能够直接通过从蒸馏腔3落下至下方的结晶腔4中；同时，此时位于第二轴杆12下端的第三锥齿轮1203与第一进料螺杆15下端的第四锥齿轮1502相互啮合；根据上文的记载，由于第一轴杆11的第一离合片1102与第二轴杆12的第二离合片1202相互啮合，使得旋转驱动装置驱动第一轴杆11进行旋转的同时，也能够带动第二轴杆12进行旋转，位于第二轴杆12下端的第三锥齿轮1203能够带动第一进料螺杆15的第四锥齿轮1502进行旋转，从而驱动第一进料螺杆15旋转进行进料操作，实现第一轴杆11间接驱动第一进料螺杆15进行旋转。
并且地，在第一进料螺杆15的下部且位于第四锥齿轮1502的上方设有料盘1503；如此设置，一方面利用料盘1503作为隔绝，避免从第一进料管16的落料直接落下至第四锥齿轮1502的表面，影响第四锥齿轮1502与第三锥齿轮1203之间的啮合配合；另一方面由于料盘1503安装在第一进料螺杆15上，随着第一进料螺杆15的旋转料盘1503也随之旋转，使得从第一进料管16的落料通过料盘1503的旋转而分散至结晶腔4的各角落，实现第一化学物与液相物的充分接触。
以上两种第一进料螺杆15的驱动方式均由第一轴杆11进行间接驱动，无需增设额外的旋转驱动装置，实现节能环保的目的。
要说明的是，附图中虽然同时记载关于第一进料螺杆15的两种不同驱动方式，但是本领域技术人员可择一使用。还要说明的是，除了上述两种驱动方式，本领域技术人员还可以无需付出创造性劳动地联想到其他关于第一进料螺杆15的驱动方式，例如在第一进料螺杆15上增设旋转驱动装置等，也应当属于本申请的保护范围。
进一步地，进料机构7还包括第二进料螺杆17以及第二进料管18，第二进料管18的一端延伸至尾气处理腔6的内部，第二进料螺杆17转动连接在第二进料管18的内部。
如此设置，根据上文的记载，考虑到第二化学物为氢氧化钙粉末，第一化学物为氢氧化钙水溶液，可视为将氢氧化钙粉末溶解于水溶液中以形成；从而使得在料仓14中可储存氢氧化钙粉末，并且料仓14分别通过第一进料管16连通结晶腔4以及通过第二进料管18连通尾气处理腔6，根据反应情况对结晶腔4以及尾气处理腔6添加氢氧化钙粉末。
具体的，由于第二进料管18中转动连接有第二进料螺杆17，通过第二进料螺杆17的螺旋带动，使得第二化学物能够沿第二进料管18移动并排放至尾气处理腔6中，结构简单实用性强。关于第二进料螺杆17的驱动方式，本申请公开了以下方法：第一进料螺杆15套设有第一带轮1504，第二进料螺杆17套设有第二带轮1701，第一带轮1504与第二带轮1701通过传动带（附图未示出）传动连接。
如此设置，考虑到气相物在尾气处理腔6中反应以及液相物在结晶腔4中反应几乎是同步进行，因此通过上述结构实现将氢氧化钙粉末分别沿第一进料管16以及第二进料管18同时输送至尾气处理腔6以及结晶腔4中，保证反应的同步进行。
作为上述实施例的优选方案：
本实施例公开了一种从结晶腔4中收集含氟结晶物的方法，参考附图3以及附图9，具体的，
转动盘1001的顶部轴心位置设有第三链轮1004；
壳体1的内部且位于转动盘1001的相对两侧设有成对设置的丝杆19，丝杆19的下端延伸至结晶腔4的两侧；丝杆19套设有第四链轮1901，第三链轮1004与第四链轮1901通过第二传动链1902传动连接；
每个丝杆19的下部均螺纹连接有第一滑块20，第一滑块20与壳体1上下滑动连接；结晶腔4的内部设有可形变的网状物21，网状物21的相对两端分别与两个第一滑块20连接；结晶腔4的中部正上方设有水平布置的导板22，导板22呈U型结构设置，且导板22的U型开口朝向结晶腔4的底部；
当第一滑块20沿丝杆19滑动至下方位置时，网状物21铺设于结晶腔4的内底面；当第一滑块20沿丝杆19滑动至上方位置时，网状物21被第一滑块20所牵引呈U形状上升，并上升至网状物21的U形状谷部与导板22的U型开口处相互贴合。
如此设置，当结晶反应完毕后，将第一轴杆11移动至第一位置，使得第一轴杆11上端的第三离合片1103与转动盘1001的第四离合片1003相互啮合，使得第一轴杆11旋转带动转动盘1001旋转；由于转动盘1001设有第三链轮1004，丝杆19设有第四链轮1901，第三链轮1004与第四链轮1901通过第二传动链1902传动连接，使得丝杆19随着转动盘1001的旋转而发生旋转；根据丝杆传动原理，位于丝杆19上的第一滑块20沿丝杆19发生相应的上下滑动。当分别安装于两个丝杆19上的两个第一滑块20同步上移时，拉动网状物21上移；由于网状物21的受力点在两端，牵引上拉的过程中，网状物21的形态必然呈U形状；这样位于网状物21上的含氟结晶物汇聚在U形状网状物21的U形状谷部位置。当移动至网状物21的U形状谷部与导板22的U型开口处相互贴合时，通过推板等装置将网状物21上的含氟结晶物沿着由网状物21以及导板22所围成的通道推出。采用此种方式的好处在于，能够尽可能不用接触高温的结晶腔4，同时网状物21以及其上的含氟结晶物能能够远离结晶腔4，更快地散热，减少过长的等待散热时间。并且将分散于结晶腔4中的含氟结晶物进行集中收集处理。
进一步地，结晶腔4的内底面为半圆形结构。如此设置，半圆形结构的结晶腔4内底面，便于网状物21进行平整铺设。
作为上述实施例的优选方案：
本实施例公开了一种对电池进行预先挤压的方法，参考附图10，具体的：
转动盘1001的表面设有镂空孔1005，镂空孔1005用于供拆解后的电池通过；
转动盘1001的上方设有两个对称设置的平板件23，每个平板件23与转动盘1001之间均设有两根支撑杆24，支撑杆24与壳体1固定连接；位于靠近丝杆19一侧的支撑杆24与平板件23可分离连接，且位于远离丝杆19一侧的支撑杆24与平板件23铰接；
丝杆19的上部螺纹连接有第二滑块25，第二滑块25与壳体1上下滑动连接；第二滑块25的下部固定连接有压板26，压板26位于平板件23的上方；第二滑块25与平板件23的靠近丝杆19的一侧设有绳状物27；
当第二滑块25沿丝杆19滑动至下方位置时，压板26与平板件23相互靠近；当第二滑块25沿丝杆19滑动至上方位置时，平板件23靠近丝杆19的一侧受到绳状物27的牵引而上升，以使平板件23绕位于远离丝杆19一侧的支撑杆24发生旋转。
如此设置，当丝杆19被第一轴杆11间接旋转驱动时，根据丝杆传动原理，丝杆19能够带动其上的第二滑块25上下滑动。如附图10中图a所示，当第二滑块25下移过程中，第二滑块25带动压板26向平板件23相互靠近，使得压板26与平板件23相互配合挤压位于平板件23上的电池。如附图10中图b所示，当第二滑块25上移过程中，能够通过绳状物27拉起平板件23的一端，使得平板件23绕位于远离丝杆19一侧的支撑杆24发生旋转，将其上的电池掉落至下方的转动盘1001上，并通过转动盘1001的镂空孔1005落下至下方的料筒2中，执行后续的搅拌动作。通过对电池进行适当的挤压，能够使得电池形变能够适当放大，促进隔膜以及电解液的暴露。同时第二滑块25上移还能够间接完成电池的倾倒动作。
需要注意的是，上述挤压过程需要在相对密闭的环境中进行，并且需要适当喷洒或者施加冷却剂或者保护性液体，避免挤压过度导致的电池爆燃。
作为上述实施例的优选方案，参考附图4，蒸馏腔3的内部连通有进气管29以及出气管30，进气管29与外部气源连接，出气管30与尾气处理腔6连接。
如此设置，在进气管29设置气体泵送设备（附图未示出），或者在出气管30设置负压抽吸设备（附图未示出），以保证蒸馏腔3中的气相物在气压的导流作用下能够顺利输送至尾气处理腔6中。
需要说明的是，本发明公开的锂电池电解液处理设备的其它内容为现有技术，在此不再赘述。
以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种锂电池电解液处理设备，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体的内部设有预处理机构、蒸馏机构、结晶机构、尾气处理机构以及进料机构；其中，
所述预处理机构包括承载有处理溶剂的料筒，所述预处理机构用于将拆解后的电池浸泡于所述料筒中，以使所述电池中的电解液溶解至所述处理溶剂中以形成电解液溶剂混合物；
所述蒸馏机构包括蒸馏腔，所述蒸馏腔用于对所述电解液溶剂混合物进行蒸馏处理以形成锂盐沉淀物、气相物以及液相物；
所述结晶机构包括结晶腔，所述结晶腔用于对所述液相物进行结晶处理以形成含氟结晶物；
所述尾气处理机构包括尾气处理腔，所述尾气处理腔用于对所述气相物进行化学处理以形成含氟沉淀物；
所述进料机构用于向所述结晶腔供给第一化学物，以使所述液相物发生结晶处理；以及向所述尾气处理腔供给第二化学物，以使所述气相物发生化学处理。
2.根据权利要求1所述的锂电池电解液处理设备，其特征在于：
所述料筒、所述蒸馏腔以及所述结晶腔由上至下依次设置，且所述料筒与所述蒸馏腔之间通过连接通道相互连通，所述蒸馏腔与所述结晶腔相互连通；
还包括同轴设置的第一轴杆以及第二轴杆，其中，
所述第一轴杆设置于所述料筒的内部，所述第一轴杆相对于所述料筒可发生相对旋转运动以及上下滑动运动，所述第一轴杆的下端贯穿所述料筒并延伸至所述连接通道中；所述第一轴杆上套设有第一密封环，且所述第一密封环位于所述料筒的下方；
所述第二轴杆设置于所述蒸馏腔的内部，所述第二轴杆相对于所述蒸馏腔可发生相对旋转运动以及上下滑动运动；所述第二轴杆的上端贯穿所述蒸馏腔并延伸至所述连接通道中，所述第二轴杆的下端贯穿所述蒸馏腔并延伸至所述结晶腔中；所述第二轴杆上套设有第二密封环，且所述第二密封环位于所述蒸馏腔的下方；
当所述第一轴杆向上移动至第一位置时，所述第一轴杆的上端与位于料筒内顶部的搅拌组件相连接，并带动所述搅拌组件进行旋转，且所述第一密封环与所述料筒相互密封抵接；当所述第一轴杆向下移动至第二位置时，所述第二密封环解除与所述料筒之间的密封抵接；当所述第一轴杆继续向下移动至第三位置时，所述第一轴杆的下端与所述第二轴杆的上端相连接，并带动所述第二轴杆从第四位置向下移动至第五位置；
当所述第二轴杆处于第四位置时，所述第二密封环与所述蒸馏腔相互密封抵接；当所述第二轴杆处于第五位置时，所述第二密封环解除与所述蒸馏腔之间的密封抵接；
所述壳体设置旋转驱动装置、位移驱动装置以及弹性复位装置，所述旋转驱动装置以及所述位移驱动装置均与所述第一轴杆相连接，其中旋转驱动装置用于驱动所述第一轴杆发生旋转运动，所述位移驱动装置用于驱动所述第一轴杆发生上下滑动运动；所述弹性复位装置与所述第二轴杆相连接，所述弹性复位装置用于驱动所述第二轴杆在无外力作用下保持于第四位置。
3.根据权利要求2所述的锂电池电解液处理设备，其特征在于：所述第一轴杆的下端设有第一离合片，所述第二轴杆的上端设有第二离合片，所述第一离合片与所述第二离合片啮合配合，以使所述第一轴杆能够驱动所述第二轴杆进行旋转运动。
4.根据权利要求3所述的锂电池电解液处理设备，其特征在于：
所述进料机构包括料仓、第一进料螺杆以及第一进料管，所述第一进料管的一端延伸至所述结晶腔的内部上方，所述第一进料螺杆转动连接在所述第一进料管的内部；
所述第一轴杆套设有第一锥齿轮，且所述第一锥齿轮位于所述第一密封环与所述第一离合片之间；所述壳体转动连接有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合配合；所述第二锥齿轮同轴固定连接有第二链轮，所述第一进料螺杆套设有第一链轮，所述第二链轮与所述第一链轮之间通过第一传动链传动连接；
或者，所述第二轴杆的下端设有第三锥齿轮；所述第一进料螺杆的下端设有第四锥齿轮，所述第三锥齿轮与所述第四锥齿轮啮合配合；所述第一进料螺杆的下部且位于所述第四锥齿轮的上方设有料盘。
5.根据权利要求4所述的锂电池电解液处理设备，其特征在于：
所述进料机构还包括第二进料螺杆以及第二进料管，所述第二进料管的一端延伸至所述尾气处理腔的内部，所述第二进料螺杆转动连接在所述第二进料管的内部；
所述第一进料螺杆套设有第一带轮，所述第二进料螺杆套设有第二带轮，所述第一带轮与所述第二带轮通过传动带传动连接。
6.根据权利要求2所述的锂电池电解液处理设备，其特征在于：所述第一轴杆的上端设有第三离合片；所述搅拌组件包括转动盘以及安装于所述转动盘的搅拌叶片；所述转动盘的底部轴心位置设有第四离合片；所述第三离合片与所述第四离合片啮合配合。
7.根据权利要求6所述的锂电池电解液处理设备，其特征在于：
所述转动盘的顶部轴心位置设有第三链轮；
所述壳体的内部且位于所述转动盘的相对两侧设有成对设置的丝杆，所述丝杆的下端延伸至所述结晶腔的两侧；所述丝杆套设有第四链轮，所述第三链轮与所述第四链轮通过第二传动链传动连接；
每个所述丝杆的下部均螺纹连接有第一滑块，所述第一滑块与所述壳体上下滑动连接；所述结晶腔的内部设有可形变的网状物，所述网状物的相对两端分别与两个所述第一滑块连接；所述结晶腔的中部正上方设有水平布置的导板，所述导板呈U型结构设置，且所述导板的U型开口朝向所述结晶腔的底部；
当所述第一滑块沿所述丝杆滑动至下方位置时，所述网状物铺设于所述结晶腔的内底面；当所述第一滑块沿所述丝杆滑动至上方位置时，所述网状物被所述第一滑块所牵引呈U形状上升，并上升至所述网状物的U形状谷部与所述导板的U型开口处相互贴合。
8.根据权利要求7所述的锂电池电解液处理设备，其特征在于：所述结晶腔的内底面为半圆形结构。
9.根据权利要求7所述的锂电池电解液处理设备，其特征在于：
所述转动盘的表面设有镂空孔，所述镂空孔用于供拆解后的所述电池通过；
所述转动盘的上方设有两个对称设置的平板件，每个所述平板件与所述转动盘之间均设有两根支撑杆，所述支撑杆与所述壳体固定连接；位于靠近所述丝杆一侧的所述支撑杆与所述平板件可分离连接，且位于远离所述丝杆一侧的所述支撑杆与所述平板件铰接；
所述丝杆的上部螺纹连接有第二滑块，所述第二滑块与所述壳体上下滑动连接；所述第二滑块的下部固定连接有压板，所述压板位于所述平板件的上方；所述第二滑块与所述平板件的靠近所述丝杆的一侧设有绳状物；
当所述第二滑块沿所述丝杆滑动至下方位置时，所述压板与所述平板件相互靠近；当所述第二滑块沿所述丝杆滑动至上方位置时，所述平板件靠近所述丝杆的一侧受到所述绳状物的牵引而上升，以使所述平板件绕位于远离所述丝杆一侧的所述支撑杆发生旋转。
10.根据权利要求1所述的锂电池电解液处理设备，其特征在于：所述蒸馏腔的内部连通有进气管以及出气管，所述进气管与外部气源连接，所述出气管与所述尾气处理腔连接。
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| CN202410415798.XA Pending CN118213658A (zh) | 2024-04-08 | 2024-04-08 | 一种锂电池电解液处理设备 |
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| CN (1) | CN118213658A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105390765A (zh) * | 2015-12-07 | 2016-03-09 | 深圳市沃特玛电池有限公司 | 一种锂离子电池电解液回收方法 |
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-
2024
- 2024-04-08 CN CN202410415798.XA patent/CN118213658A/zh active Pending
Patent Citations (7)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 赵光金;: "锂离子电池电解液回收处理技术进展及展望", 电源技术, no. 01, 20 January 2020 (2020-01-20) * |
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