CN120115256A - 一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池回收处理设备领域，公开了一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置，包括处理箱，所述处理箱的内顶部开设有粉碎腔，所述粉碎腔的内部活动安装有两个转轴，所述转轴的中部外径上均固定安装有破碎辊，所述研磨腔的内部下侧固定安装有支撑座，所述支撑座的顶端中部活动安装有活动轴，所述活动轴的外径上均匀固定安装有若干个甩盘，所述甩盘的底部外径上均活动安装有若干个研磨轮，所述研磨腔的下侧内壁上与每个研磨轮相对应的位置处均开设有环形研磨槽。本发明通过盐水放电保障安全，利用破碎辊、研磨轮等实现高效破碎研磨，能精准分离杂质及磁性与非磁性物质，动力传动合理，结构紧凑，便于安装操作。

Description

一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置

技术领域

本发明涉及锂电池回收处理设备领域，具体为一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置。

背景技术

随着全球新能源汽车产业的迅猛发展，废旧动力锂电池的数量也在急剧增加。这些废旧电池若不妥善处理，不仅会对环境造成严重污染，还会浪费大量的有价金属资源。动力锂电池电极材料中富含锂、钴、镍、锰等多种稀有金属，具有极高的回收价值。

目前，废旧动力锂电池电极材料的分离处理技术存在诸多问题。传统的物理分离方法，如机械破碎和筛分，难以实现电极材料中各种成分的高效分离，导致回收纯度较低。化学处理方法虽然能在一定程度上提高分离效果，但存在工艺流程复杂、成本高、易产生二次污染等弊端。此外，现有的处理装置往往结构设计不合理，无法兼顾安全性、处理效率和分离精度。例如，在处理前未对电池残存电量进行有效处理，使得后续粉碎过程存在安全隐患；处理过程中对杂质和不同性质物质的分离不够精准，影响了回收材料的质量和再利用价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置，解决了废旧动力锂电池处理时的安全隐患问题，实现电极材料高效破碎研磨，精准分离杂质及磁性与非磁性物质，优化动力传动，使装置结构紧凑、安装操作便捷。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置，包括处理箱，所述处理箱的内顶部开设有粉碎腔，所述粉碎腔的内部活动安装有两个转轴，所述转轴的中部外径上均固定安装有破碎辊，所述处理箱的内中部开设有研磨腔，所述研磨腔的内部下侧固定安装有支撑座，所述支撑座的顶端中部活动安装有活动轴，所述活动轴的外径上均匀固定安装有若干个甩盘，所述甩盘的底部外径上均活动安装有若干个研磨轮，所述研磨腔的下侧内壁上与每个研磨轮相对应的位置处均开设有环形研磨槽，所述处理箱的内底部开设有下料腔，所述下料腔的内部固定安装有分料环，所述分料环的内部一侧活动安装有光杆，所述光杆的外径上通过支架固定安装有磁环，所述处理箱的一侧固定安装倾斜设置的输料管，所述输料管的底端固定安装有第二电机，所述第二电机的驱动端延伸至输料管的内部并固定安装有驱动轴，所述驱动轴的外径上固定安装有输料绞龙，所述输料绞龙的内部均开设有若干个渗水孔，所述输料管的内部填充有盐水，所述输料管的远离处理箱的一侧固定安装有料斗，所述处理箱的底端四角处均固定安装有支撑腿。

优选的，所述转轴的一侧外径上均固定安装有传动齿轮且两个传动齿轮的内侧端啮合相连。

优选的，所述处理箱的内部一侧还开设有排料腔，所述研磨腔的内侧壁一端与排料腔开口相对应的位置处固定安装有风机。

优选的，所述处理箱的底端一侧固定安装有第一排料口，所述处理箱的底端中部固定安装有第二排料口，所述处理箱的底端另一侧固定安装有第三排料口。

优选的，所述处理箱的前端中部固定安装有第一电机，所述第一电机的驱动端延伸至处理箱的内部并固定安装有转杆，所述转杆的末端固定安装有主动锥齿轮，所述活动轴的下侧外径上固定安装有从动锥齿轮且从动锥齿轮与主动锥齿轮的内侧端啮合相连。

优选的，所述转杆的前侧外径上固定安装有第一主动轮，所述光杆的外端延伸至处理箱的外侧并固定安装有第一从动轮，所述第一从动轮与第一主动轮的外径之间通过第一传动皮带相连。

优选的，所述处理箱的顶端中部通过两个轴承安装座活动安装有传动轴，所述驱动轴的末端延伸至输料管的外部并通过万向节与传动轴的一端相连。

优选的，所述传动轴的另一端固定安装有第二主动轮，一侧所述转轴的一端延伸至处理箱的外部并固定安装有第二从动轮，所述第二从动轮与第二主动轮的外径之间通过第二传动皮带相连。

本发明提供了一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置。具备以下

有益效果：

1、本发明的输料管内填充盐水，能对废旧锂电池内残存电量放电，有效提高后续粉碎过程的安全性，降低因电池带电引发的安全隐患。

2、本发明通过两个相互啮合传动的破碎辊，可高效对废旧电池进行初步破碎；甩盘和研磨轮的配合设计，利用离心力将破碎电池甩入环形研磨槽，多组研磨轮对其进行研磨，能将电池研磨成细粉，利于后续回收处理。

3、本发明的风机可将研磨腔内破碎电池中重量较轻的塑料外壳等杂质吹入排料腔，并通过第三排料口排出，有效提高后期回收质量，减少杂质对回收材料的影响。

4、本发明通过磁环偏心安装在分料环内部，旋转时能精准吸附原料中铁、钴、镍等磁性物质，非磁性物质则顺利从第二排料口排出，当磁性物质移动至分料环另一侧磁力减弱时，在重力作用下从第一排料口排出，实现了磁性与非磁性物质的高效分离。

5、本发明装置通过多个传动部件，如传动齿轮、传动皮带、万向节等，巧妙实现了各部件的协同工作，动力传递稳定，既保证了装置的高效运行，又能有效降低能耗，处理箱内集成粉碎腔、研磨腔、下料腔等多个功能区域，且各部件布局紧凑，占地面积小，同时支撑腿和倾斜输料管等设计，使装置整体稳定性好，便于安装和操作。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的正视内部结构示意图；

图3为本发明中甩盘的结构示意图；

图4为本发明中输料管的内部结构示意图。

其中，1、处理箱；2、粉碎腔；3、转轴；4、破碎辊；5、传动齿轮；6、研磨腔；7、支撑座；8、活动轴；9、甩盘；10、研磨轮；11、环形研磨槽；12、下料腔；13、分料环；14、光杆；15、磁环；16、排料腔；17、风机；18、第一排料口；19、第二排料口；20、第三排料口；21、第一电机；22、转杆；23、主动锥齿轮；24、从动锥齿轮；25、第一主动轮；26、第一从动轮；27、第一传动皮带；28、输料管；29、第二电机；30、驱动轴；31、输料绞龙；32、渗水孔；33、盐水；34、料斗；35、传动轴；36、万向节；37、第二主动轮；38、第二从动轮；39、第二传动皮带；40、支撑腿。

具体实施方式

下面将结合本发明的说明书附图，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。

实施例：

请参阅附图1-附图4，本发明实施例提供一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置，如图1所示，包括处理箱1，处理箱1作为整个装置的主体结构，为内部各部件提供了安装和运行空间，处理箱1的内顶部开设有粉碎腔2，粉碎腔2是对废旧锂电池进行初步破碎的关键区域，粉碎腔2的内部活动安装有两个转轴3，转轴3可在粉碎腔2内灵活转动，为后续的破碎工作提供动力传输，转轴3的中部外径上均固定安装有破碎辊4，两个破碎辊4通过转轴3的转动实现相向旋转，从而对放入粉碎腔2内的废旧锂电池进行挤压破碎，处理箱1的内中部开设有研磨腔6，研磨腔6用于对初步破碎后的电池进行进一步研磨细化，研磨腔6的内部下侧固定安装有支撑座7，支撑座7起到稳固支撑活动轴8的作用，确保其在旋转过程中的稳定性，支撑座7的顶端中部活动安装有活动轴8，活动轴8能够在支撑座7上自由转动，带动后续部件运转，活动轴8的外径上均匀固定安装有若干个甩盘9，甩盘9会随着活动轴8的旋转而产生离心力，将破碎后的电池甩向周边，甩盘9的底部外径上均活动安装有若干个研磨轮10，研磨轮10在甩盘9的带动下，在环形研磨槽11内做圆周运动，对甩入的破碎电池进行研磨，研磨腔6的下侧内壁上与每个研磨轮10相对应的位置处均开设有环形研磨槽11，环形研磨槽11为研磨轮10提供了运行轨道，保证研磨工作的精准进行，处理箱1的内底部开设有下料腔12，下料腔12用于承接研磨后的电池材料，以便进行后续的分离工作，下料腔12的内部固定安装有分料环13，分料环13对研磨后的材料进行初步分流，方便后续的磁性与非磁性物质分离，分料环13的内部一侧活动安装有光杆14，光杆14可在分料环13内转动，带动磁环15旋转，光杆14的外径上通过支架固定安装有磁环15，磁环15在光杆14的带动下旋转，利用自身磁力吸附铁、钴、镍等磁性物质，处理箱1的一侧固定安装倾斜设置的输料管28，输料管28以倾斜的角度安装，便于废旧锂电池依靠重力和输料绞龙31的推动作用，顺利进入处理箱1，输料管28的底端固定安装有第二电机29，第二电机29为输料管28内的输送工作提供动力来源，第二电机29的驱动端延伸至输料管28的内部并固定安装有驱动轴30，驱动轴30在第二电机29的驱动下旋转，带动输料绞龙31转动，驱动轴30的外径上固定安装有输料绞龙31，输料绞龙31通过旋转将废旧锂电池沿着输料管28向上输送至处理箱1的粉碎腔2，输料绞龙31的内部均开设有若干个渗水孔32，渗水孔32可使输料管28内的盐水33渗透到输料绞龙31内部，确保对电池充分放电，输料管28的内部填充有盐水33，盐水33能够对废旧锂电池内残存的电量进行放电，极大提高了后续粉碎过程的安全性，输料管28的远离处理箱1的一侧固定安装有料斗34，料斗34用于投放待处理的废旧锂电池，方便操作人员将电池放入输料管28，处理箱1的底端四角处均固定安装有支撑腿40，支撑腿40为处理箱1提供稳定的支撑，保证整个装置在运行过程中的平稳性。

具体的，将待处理的废旧锂电池放入料斗34内，电池顺着料斗34依靠重力进入到输料管28内，输料管28内填充有盐水33，盐水33能够对电池内残存的电量进行放电，有效提高后续粉碎的安全性，避免因电池带电引发安全事故，随后启动第二电机29，通过第二电机29驱动驱动轴30旋转，驱动轴30带动输料绞龙31旋转，输料绞龙31利用螺旋叶片的推动作用，将电池沿着输料管道28输送至处理箱1顶部的粉碎腔2内。

驱动轴30旋转时，通过万向节36的传动作用，还会带动传动轴35旋转，旋转的传动轴35带动第二主动轮37旋转，利用第二传动皮带39的传动作用，带动第二从动轮38和一侧的转轴3旋转，再利用两个传动齿轮5的相互啮合传动，带动两个破碎辊4同时向内旋转，利用旋转的破碎辊4对废旧电池进行破碎工作，通过两个破碎辊4的相向挤压，将废旧电池初步破碎成较大的块状。

本实施例中，转轴3的一侧外径上均固定安装有传动齿轮5且两个传动齿轮5的内侧端啮合相连，两个传动齿轮5相互啮合，使得一个转轴3的转动能够带动另一个转轴3反向转动，从而实现两个破碎辊4的相向旋转，高效地对废旧锂电池进行破碎。

进一步的，处理箱1的内部一侧还开设有排料腔16，排料腔16用于收集被分离出的杂质，研磨腔6的内侧壁一端与排料腔16开口相对应的位置处固定安装有风机17，风机17启动后产生强大的风力，能够将落入研磨腔6内破碎电池中的塑料外壳等重量较轻的杂质吹入排料腔16，有效提高后期回收质量。

具体的，初步破碎后电池会进入到研磨腔6内，此时启动风机17，风机17产生的强大风力会将落入到研磨腔6内破碎电池中的塑料外壳等重量较轻的杂质吹入到排料腔16内，最后通过第三排料口20将杂质排出，有效提高后期回收质量，减少杂质对回收材料的影响。

进一步的，处理箱1的底端一侧固定安装有第一排料口18，第一排料口18用于排出被磁环15吸附后又因磁力减弱而落下的磁性物质，处理箱1的底端中部固定安装有第二排料口19，第二排料口19用于排出分料环13上落下的非磁性物质，处理箱1的底端另一侧固定安装有第三排料口20，第三排料口20用于排出风机17吹入排料腔16的塑料外壳等杂质。

进一步的，处理箱1的前端中部固定安装有第一电机21，第一电机21为装置的研磨和磁性物质分离部分提供动力，第一电机21的驱动端延伸至处理箱1的内部并固定安装有转杆22，转杆22在第一电机21的驱动下旋转，传递动力，转杆22的末端固定安装有主动锥齿轮23，主动锥齿轮23随着转杆22的旋转而转动，活动轴8的下侧外径上固定安装有从动锥齿轮24且从动锥齿轮24与主动锥齿轮23的内侧端啮合相连，主动锥齿轮23通过与从动锥齿轮24的啮合传动，带动活动轴8旋转，进而带动甩盘9和研磨轮10工作。

具体的，破碎电池会落入到最顶层的甩盘9表面，此时启动第一电机21，通过第一电机21驱动转杆22旋转，带动转杆22末端的主动锥齿轮23旋转，旋转的主动锥齿轮23通过啮合传动带动从动锥齿轮24和活动轴8旋转，从而带动所有甩盘9旋转，旋转的甩盘9通过离心力的作用，将破碎电池甩入周边的环形研磨槽11内，同时所有研磨轮10跟随旋转的甩盘9在环形研磨槽11内做圆周运动，对破碎电池进行研磨，在研磨轮10与环形研磨槽11的相互作用下，将其研磨成细粉，方便后续回收。

进一步的，转杆22的前侧外径上固定安装有第一主动轮25，第一主动轮25随着转杆22的转动而转动，传递动力，光杆14的外端延伸至处理箱1的外侧并固定安装有第一从动轮26，第一从动轮26与第一主动轮25的外径之间通过第一传动皮带27相连，第一主动轮25通过第一传动皮带27带动第一从动轮26旋转，从而带动光杆14和磁环15转动。

进一步的，处理箱1的顶端中部通过两个轴承安装座活动安装有传动轴35，传动轴35可在轴承安装座内灵活转动，实现动力的传递，驱动轴30的末端延伸至输料管28的外部并通过万向节36与传动轴35的一端相连，万向节36能够保证驱动轴30在旋转时，稳定地将动力传递给传动轴35，即使两者存在一定角度偏差也不影响动力传输

进一步的，传动轴35的另一端固定安装有第二主动轮37，一侧转轴3的一端延伸至处理箱1的外部并固定安装有第二从动轮38，第二从动轮38与第二主动轮37的外径之间通过第二传动皮带39相连，传动轴35通过第二主动轮37、第二传动皮带39带动第二从动轮38和一侧的转轴3旋转，进而带动破碎辊4工作。

具体的，经过多组研磨轮10和环形研磨槽11的研磨后，原料会落入到下料腔12内的分料环13表面，而第一电机21在驱动转杆22旋转时，还会带动第一主动轮25旋转，利用第一传动皮带27的传动带动第一从动轮26旋转，第一从动轮26带动光杆14和磁环15旋转，磁环15会将原料中铁、钴、镍等磁性物质吸附住，非磁性物质会顺着分料环13的一侧下落并从第二排料口19排出，磁性物质则被旋转磁环15吸附并顺着分料环13的表面移动，由于磁环15的偏心安装在分料环13内部，当磁性物质移动至分料环13的另一侧时，磁力减弱，在重力的作用下，磁性物质下落并从第一排料口18排出，完成对电池的破碎和分离工作。

工作原理：首先将待处理的废旧锂电池放入料斗34内，电池顺着料斗34依靠重力进入到输料管28内，输料管28内填充有盐水33，盐水33能够对电池内残存的电量进行放电，有效提高后续粉碎的安全性，避免因电池带电引发安全事故，随后启动第二电机29，通过第二电机29驱动驱动轴30旋转，驱动轴30带动输料绞龙31旋转，输料绞龙31利用螺旋叶片的推动作用，将电池沿着输料管道28输送至处理箱1顶部的粉碎腔2内，驱动轴30旋转时，通过万向节36的传动作用，还会带动传动轴35旋转，旋转的传动轴35带动第二主动轮37旋转，利用第二传动皮带39的传动作用，带动第二从动轮38和一侧的转轴3旋转，再利用两个传动齿轮5的相互啮合传动，带动两个破碎辊4同时向内旋转，利用旋转的破碎辊4对废旧电池进行破碎工作，通过两个破碎辊4的相向挤压，将废旧电池初步破碎成较大的块状，初步破碎后电池会进入到研磨腔6内，此时启动风机17，风机17产生的强大风力会将落入到研磨腔6内破碎电池中的塑料外壳等重量较轻的杂质吹入到排料腔16内，最后通过第三排料口20将杂质排出，有效提高后期回收质量，减少杂质对回收材料的影响，随后破碎电池会落入到最顶层的甩盘9表面，此时启动第一电机21，通过第一电机21驱动转杆22旋转，带动转杆22末端的主动锥齿轮23旋转，旋转的主动锥齿轮23通过啮合传动带动从动锥齿轮24和活动轴8旋转，从而带动所有甩盘9旋转，旋转的甩盘9通过离心力的作用，将破碎电池甩入周边的环形研磨槽11内，同时所有研磨轮10跟随旋转的甩盘9在环形研磨槽11内做圆周运动，对破碎电池进行研磨，在研磨轮10与环形研磨槽11的相互作用下，将其研磨成细粉，方便后续回收，经过多组研磨轮10和环形研磨槽11的研磨后，原料会落入到下料腔12内的分料环13表面，而第一电机21在驱动转杆22旋转时，还会带动第一主动轮25旋转，利用第一传动皮带27的传动带动第一从动轮26旋转，第一从动轮26带动光杆14和磁环15旋转，磁环15会将原料中铁、钴、镍等磁性物质吸附住，非磁性物质会顺着分料环13的一侧下落并从第二排料口19排出，磁性物质则被旋转磁环15吸附并顺着分料环13的表面移动，由于磁环15的偏心安装在分料环13内部，当磁性物质移动至分料环13的另一侧时，磁力减弱，在重力的作用下，磁性物质下落并从第一排料口18排出，完成对电池的破碎和分离工作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置，包括处理箱(1)，其特征在于，所述处理箱(1)的内顶部开设有粉碎腔(2)，所述粉碎腔(2)的内部活动安装有两个转轴(3)，所述转轴(3)的中部外径上均固定安装有破碎辊(4)，所述处理箱(1)的内中部开设有研磨腔(6)，所述研磨腔(6)的内部下侧固定安装有支撑座(7)，所述支撑座(7)的顶端中部活动安装有活动轴(8)，所述活动轴(8)的外径上均匀固定安装有若干个甩盘(9)，所述甩盘(9)的底部外径上均活动安装有若干个研磨轮(10)，所述研磨腔(6)的下侧内壁上与每个研磨轮(10)相对应的位置处均开设有环形研磨槽(11)，所述处理箱(1)的内底部开设有下料腔(12)，所述下料腔(12)的内部固定安装有分料环(13)，所述分料环(13)的内部一侧活动安装有光杆(14)，所述光杆(14)的外径上通过支架固定安装有磁环(15)，所述处理箱(1)的一侧固定安装倾斜设置的输料管(28)，所述输料管(28)的底端固定安装有第二电机(29)，所述第二电机(29)的驱动端延伸至输料管(28)的内部并固定安装有驱动轴(30)，所述驱动轴(30)的外径上固定安装有输料绞龙(31)，所述输料绞龙(31)的内部均开设有若干个渗水孔(32)，所述输料管(28)的内部填充有盐水(33)，所述输料管(28)的远离处理箱(1)的一侧固定安装有料斗(34)，所述处理箱(1)的底端四角处均固定安装有支撑腿(40)。

2.根据权利要求1所述的一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置，其特征在于，所述转轴(3)的一侧外径上均固定安装有传动齿轮(5)且两个传动齿轮(5)的内侧端啮合相连。

3.根据权利要求1所述的一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置，其特征在于，所述处理箱(1)的内部一侧还开设有排料腔(16)，所述研磨腔(6)的内侧壁一端与排料腔(16)开口相对应的位置处固定安装有风机(17)。

4.根据权利要求1所述的一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置，其特征在于，所述处理箱(1)的底端一侧固定安装有第一排料口(18)，所述处理箱(1)的底端中部固定安装有第二排料口(19)，所述处理箱(1)的底端另一侧固定安装有第三排料口(20)。

5.根据权利要求1所述的一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置，其特征在于，所述处理箱(1)的前端中部固定安装有第一电机(21)，所述第一电机(21)的驱动端延伸至处理箱(1)的内部并固定安装有转杆(22)，所述转杆(22)的末端固定安装有主动锥齿轮(23)，所述活动轴(8)的下侧外径上固定安装有从动锥齿轮(24)且从动锥齿轮(24)与主动锥齿轮(23)的内侧端啮合相连。

6.根据权利要求5所述的一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置，其特征在于，所述转杆(22)的前侧外径上固定安装有第一主动轮(25)，所述光杆(14)的外端延伸至处理箱(1)的外侧并固定安装有第一从动轮(26)，所述第一从动轮(26)与第一主动轮(25)的外径之间通过第一传动皮带(27)相连。

7.根据权利要求1所述的一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置，其特征在于，所述处理箱(1)的顶端中部通过两个轴承安装座活动安装有传动轴(35)，所述驱动轴(30)的末端延伸至输料管(28)的外部并通过万向节(36)与传动轴(35)的一端相连。

8.根据权利要求7所述的一种废旧动力锂电池电极材料的分离处理装置，其特征在于，所述传动轴(35)的另一端固定安装有第二主动轮(37)，一侧所述转轴(3)的一端延伸至处理箱(1)的外部并固定安装有第二从动轮(38)，所述第二从动轮(38)与第二主动轮(37)的外径之间通过第二传动皮带(39)相连。