CN208261253U - 一种废旧锂离子电池的分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废旧锂离子电池的分离装置，涉及废旧电池回收领域。用以解决锂离子电池回收过程复杂，易造成污染的问题。该装置包括：风机，进料斗和降尘室；风机的出风口通过风道管与降尘室的进气口连接，进料斗的出口设置在风道管上方，且进料口的出口与风道管相通；进料斗包括有进料阀门，进料阀门设置在进料斗和风道管之间；降尘室在所述进气口和出气口之间，包括，第一四棱台，长方体，多个集灰斗和第二四棱台。

Description

一种废旧锂离子电池的分离装置

技术领域

本实用新型涉及废旧电池的综合回收利用领域，更具体的涉及一种废旧锂离子电池的分离装置。

背景技术

由于笔记本电脑、手机等便携式电子产品的普及，锂离子电池的用量日渐增多。而且近年来城市大气环境污染持续恶化，国家及省市各级部门均对新能源汽车进行大力推广，预计到2020年全国纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。由于锂离子电池的容量随着充放电的过程会逐渐衰减，一旦低于人们所预期的容量就会被废弃，预计每年报废的锂离子电池将超过十万吨，其中含有大量的具有较高经济价值的金属资源。另外如果将锂离子电池直接填埋，其中的Co、Ni等重金属一旦泄露出来，将会对土壤和地下水产生污染。因此对废旧锂离子电池进行回收具有巨大的经济价值和环保价值。

目前对锂离子电池回收利用的研究方法主要有低温冷冻粉碎、溶剂法、酸碱溶液法、超声法以及焙烧法等。这些方法虽能回收高纯度的电极材料，但生产过程复杂，而且会产生大量的废水或有机溶剂，对环境造成巨大负担。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种废旧锂离子电池的分离装置，用以解决现有技术中锂离子电池回收过程复杂，且会产生大量的废水或有机溶剂，容易造成环境污染的问题。

本实用新型实施例提供一种废旧锂离子电池的分离装置，包括：

风机，进料斗和降尘室；

所述风机的出风口通过风道管与所述降尘室的进气口连接，所述进料斗的出口设置在所述风道管上方，且所述进料口的出口与所述风道管相通；

所述进料斗包括有进料阀门，所述进料阀门设置在所述进料斗和所述风道管之间，用于调节进入所述风道管的进料流量；

所述降尘室在所述进气口和出气口之间，包括，第一四棱台，长方体，多个集灰斗和第二四棱台；

所述进气口一端与所述第一四棱台的上底连接，所述第一四棱台的下底与所述长方体的一端连接，所述长方体的另一端与所述第二四棱台的下底连接；多个所述集灰斗相邻设置在所述长方体的下表面，且度过所述集灰斗的入口均与所述长方体的下表面具有相同的高度。

优选地，所述风机的进风口与所述风道管通过法兰连接；所述风道管与所述进气口通过法兰连接；或者

所述风机的进风口与所述风道管通过卡扣连接；所述风道管与所述进气口通过卡扣连接。

优选地，所述长方体平行与所述进气口的截面面积为所述进气口截面面积的2倍。

优选地，所述进料斗还包括上盖，所述上盖设置在所述进料斗的顶端，所述上盖与所述进料斗的顶端通过卡扣固定。

本实用新型实施例提供一种废旧锂离子电池的分离装置，包括：风机，进料斗和降尘室；所述风机的出风口通过风道管与所述降尘室的进气口连接，所述进料斗的出口设置在所述风道管上方，且所述进料口的出口与所述风道管相通；所述进料斗包括有进料阀门，所述进料阀门设置在所述进料斗和所述风道管之间，用于调节进入所述风道管的进料流量；所述降尘室在所述进气口和出气口之间，包括，第一四棱台，长方体，多个集灰斗和第二四棱台；所述进气口一端与所述第一四棱台的上底连接，所述第一四棱台的下底与所述长方体的一端连接，所述长方体的另一端与所述第二四棱台的下底连接；多个所述集灰斗相邻设置在所述长方体的下表面，且度过所述集灰斗的入口均与所述长方体的下表面具有相同的高度。该装置将废旧锂离子电池包括的多种材料按照密度，可以依此跌落至集灰斗内，从而可以将不同密度的多种材料依此进行分离，该装置结构简单，操作方法容易，通过该装置回收的电池材料纯度高，易于回收再利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种废旧锂离子电池的分离装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1示例性的示出了本实用新型实施例提供的一种废旧锂离子电池的分离装置结构示意图，如图1所示，风机1，进料斗2和降尘室3。

具体地，如图1所示，风机1的出风口通过风道管与降尘室3的进气口连接，进料斗2的出口设置在风道管上方，且进料斗2的出口与风道管相通；通过上述设置，可以通过风机1的风速将来自进料斗2内的原料吹进进气口，从而进入到降尘室3中。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，风机1的风口与风道管可以通过法兰连接，还可以通过卡扣连接；风道管可以通过法兰与进气口连接，还可以通过卡扣与进气口连接；进料斗2的出口可以通过法兰与风道管连接，还可以通过卡扣与风道管连接。在本实用新型实施例中，对风机1的风口与风道管，风道管与进气口，进料斗2的出口与风道管之间的连接关系不做具体的限定。

在实际应用中，风机1的风口的直径，风道管的直径和进气口的直径应该大小一致，通过上述设置，可以避免工作时出现漏气或者漏料的问题。进一步地，对风机1的风口的直径，风道管的直径和进气口的直径的具体尺寸不做限定。

在实际应用中，为了控制进入风道管内原料的流量，优选地，在进料斗2上还设置有进料阀门。具体地，如图1所示，在进料斗2和风道管之间设置有进料阀门，通过该进料阀门，可以控制以及调节进入风道管内的原料的流量。

在本实用新型实施例中，降尘室3在进气口和出气口之家包括有第一四棱台，长方体，多个集灰斗和第二四棱台。具体地，进气口的一端与第一四棱台的上底连接，第一四棱台的下底与长方体的一端连接，长方体的另一端与第二四棱台的下底连接，第二四棱台的下底与出气口连接。

需要说明的是，在长方体的下表面连接有多个集灰斗，且集灰斗的入口均与长方体的下表面具有相同的高度。通过该设置，可以方便将来自长方体内地额颗粒跌落至集灰内。

需要说明的是，在实际应用中，长方体平行于进气口的截面面积为进气口截面面积的2倍。

在实际应用中，进料斗2和降尘室3可以由聚氯乙烯塑料制备；也可以由不锈钢制备，在本实用新型实施例中，对进料斗2和降尘室3的组成材料不做具体的限定。

为了能够更清楚的介绍本实用新型实施例提供的一种废旧锂离子电池的分离装置的工作原理，以下一个具体的回收方法来介绍该装置的具体使用方法。

在实际应用中，由于废旧锂离子电池中含有的正极材料为钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂中的一种；废旧锂离子电池中含有的负极材料为天然石墨、人造石墨、钛酸锂、硅碳材料中的一种；所述的废旧锂离子电池的电池外壳为钢壳、铝壳、铝塑膜中的一种。由于金属锂氧化合物、金属铜、金属铝、有机聚合物的密度之间有较大差异，而本实用新型实施例提供的降尘室是一种利用物质重力的作用使分体物质从气流中分离出来的设备。根据沉降速度公式(1)可以确定，由于颗粒直径d、气体的密度ρ、重力加速度g为确定值，则沉降速度u_t与成正比颗粒密度ρ_s，则颗粒密度ρ_s越大，沉降速度u_t越快。

沉降公式如下所示：

其中，u_t为沉降速度，d为所述颗粒直径，ρ_s为所述颗粒的密度，ρ为降尘室内气体的密度，g为重力加速度。

将上述碎片通过风机传输至降尘室中，根据粉碎的碎片的直径和公式(1)，可以确定第一次将碎片传输至降尘室时风机的风速，当碎片传输至降尘室时，碎片在降尘室中随着气流从上往下呈螺旋形线路做等速运动，锂离子电池包括的正极极片碎片，负极极片碎片，电池外壳碎片，铜集流体和铝集流体跌落至位于降尘室底部的集灰斗内，而锂离子电池包括的隔膜，垫片等随气流由下往上呈螺旋形线路做等速运动，在降尘室顶部排出口排出。

如图1所示，该降尘室包括的集灰斗包括有，第一集灰斗4，第二集灰斗5，第三集灰斗6，第四集灰斗7，第五集灰斗8和第六集灰斗9。

根据粉碎的颗粒的直径，粉碎颗粒的密度以及公式(1)，可以确定颗粒通过加料斗进入降尘室管道之后，通过风机提供的风速可以飞入降尘室，根据公式(1)可以确定，当粉碎颗粒包括至少3种密度的材料时，则进入降尘式内的颗粒会按照颗粒密度的大小，依次跌落至位于降尘室底部分离区域的各个集灰斗内。且当颗粒密度越大时，其最先跌落至集灰斗，即密度最大的颗粒跌落到的集灰斗与降尘室的入口的距离最小，相应地，密度最小的颗粒跌落到的集灰斗与降尘室的入口的距离最大。

在具体应用中，锂离子电池包括的正极极片碎片，负极极片碎片，电池外壳碎片，铜集流体，铝集流体，隔膜，垫片等会根据密度的大小，依次跌落至降尘室底部分离区域的各个集灰斗中。

举例来说，当颗粒内包括有铝粉颗粒，石墨粉颗粒，铁粉颗粒和铜粉颗粒时，需要通过降尘室将上述多种颗粒进行分离，则可以按照以下步骤进行：

根据公式(1)，设定风机的风速，则颗粒通过加料斗进入到管道，从而被风机吹入至降尘室，由于上述包括的颗粒的密度均不同，则根据公式(1)可以确定，具有最大密度的颗粒则最先跌落至降尘室的第一集灰斗内，密度次之的颗粒跌落至降尘室的第二集灰斗内，密度最小的的颗粒跌落至降尘室的第四集灰斗内。

综上所述，本实用新型实施例提供一种废旧锂离子电池的分离装置，包括：风机，进料斗和降尘室；所述风机的出风口通过风道管与所述降尘室的进气口连接，所述进料斗的出口设置在所述风道管上方，且所述进料口的出口与所述风道管相通；所述进料斗包括有进料阀门，所述进料阀门设置在所述进料斗和所述风道管之间，用于调节进入所述风道管的进料流量；所述降尘室在所述进气口和出气口之间，包括，第一四棱台，长方体，多个集灰斗和第二四棱台；所述进气口一端与所述第一四棱台的上底连接，所述第一四棱台的下底与所述长方体的一端连接，所述长方体的另一端与所述第二四棱台的下底连接；多个所述集灰斗相邻设置在所述长方体的下表面，且度过所述集灰斗的入口均与所述长方体的下表面具有相同的高度。该装置将废旧锂离子电池包括的多种材料按照密度，可以依此跌落至集灰斗内，从而可以将不同密度的多种材料依此进行分离，该装置结构简单，操作方法容易，通过该装置回收的电池材料纯度高，易于回收再利用。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种废旧锂离子电池的分离装置，其特征在于，包括：

风机，进料斗和降尘室；

所述风机的出风口通过风道管与所述降尘室的进气口连接，所述进料斗的出口设置在所述风道管上方，且所述进料口的出口与所述风道管相通；

所述进料斗包括有进料阀门，所述进料阀门设置在所述进料斗和所述风道管之间，用于调节进入所述风道管的进料流量；

所述降尘室在所述进气口和出气口之间，包括，第一四棱台，长方体，多个集灰斗和第二四棱台；

所述进气口一端与所述第一四棱台的上底连接，所述第一四棱台的下底与所述长方体的一端连接，所述长方体的另一端与所述第二四棱台的下底连接；多个所述集灰斗相邻设置在所述长方体的下表面，且度过所述集灰斗的入口均与所述长方体的下表面具有相同的高度。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述风机的进风口与所述风道管通过法兰连接；所述风道管与所述进气口通过法兰连接；或者

所述风机的进风口与所述风道管通过卡扣连接；所述风道管与所述进气口通过卡扣连接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述长方体平行于所述进气口的截面面积为所述进气口截面面积的2倍。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进料斗还包括上盖，所述上盖设置在所述进料斗的顶端，所述上盖与所述进料斗的顶端通过卡扣固定。