CN209804839U - 一种电磁热解退役锂电池的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁热解退役锂电池的装置，包括：机架及设置于机架上的桶状的炉体，机架上设有用于驱动炉体沿其轴心旋转的驱动装置，炉体的两端分别设有进料口和出料口，炉体内部沿炉体的轴线设有螺旋推板，螺旋推板的螺旋外周贴合于炉体的内壁，炉体的外周螺旋设置有加热线圈。与传统加热方式相比加热速率快、热能转化率高、无明火、预热时间短、不会产生额外的废气量、处理方法环境友好，且有效工作时间长；通过电磁热解的方式可以除去隔膜、电解液、粘结剂等有机成分，且不额外产生附加污染。

Description

一种电磁热解退役锂电池的装置

技术领域

本实用新型涉及退役锂电池回收再利用技术领域，更具体地说，涉及一种电磁热解退役锂电池的装置。

背景技术

目前，退役锂电池的回收处理工艺和方法已经有很多，绝大部分的工艺都集中在对废旧锂离子电池中有价金属的提炼和再利用上，但这些工艺在进行废旧锂离子电池资源化的过程中并没有对锂离子电池中的电解液、隔膜以及正负极材料中所使用的粘结剂和增塑剂等有机成分进行有效的处理，导致锂电池中所含有的这些有机成分会在有价金属的提炼过程中被释放出来，造成环境的污染。因此，研究开发高效资源化的锂电池回收处理技术已迫在眉睫。

热解法是一种资源化的回收方法，但目前市场上主要采用燃气或燃煤或混合燃料加热回转窑的形式，此方式能耗较高，热转化效率较低；此外额外产生大量废气，如烟尘和一氧化碳等废气，造成环境污染。

综上所述，如何通过降低能耗、提升热转化率且可以降低污染的热解废旧锂电池，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电磁热解退役锂电池的装置，该装置对退役锂电池的处理相对于现有技术来说可以降低能耗、提升热转化率且可以降低污染。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电磁热解退役锂电池的装置，包括：机架及设置于所述机架上的桶状的炉体，所述机架上设有用于驱动所述炉体沿其轴心滚动的驱动装置，所述炉体的两端分别设有进料口和出料口，所述炉体内部沿所述炉体的轴线设有螺旋推板，所述螺旋推板的螺旋外周贴合于所述炉体的内壁，所述炉体的外周螺旋设置有加热线圈。

优选地，所述加热线圈螺旋绕于非导磁的加热线圈骨架上，所述加热线圈骨架套在所述炉体的外周。

优选地，所述炉体的外周设有保温层，所述保温层处于所述加热线圈骨架和所述炉体之间。

优选地，所述机架上设有连接于所述加热线圈的电磁加热系统。

优选地，所述机架上设有冷却系统，所述加热线圈为铜管线圈，所述冷却系统的进水口和出水口分别连接于所述铜管线圈的两端，所述电磁加热系统连接于所述铜管线圈的两端。

优选地，所述机架上设有至少两个平行的、且可转动的从动轴，所述炉体的外周设有环形的滚带，所述炉体设置于两个所述从动轴之间以使两个所述从动轴贴合于所述滚带，并与所述滚带贴合滚动。

优选地，所述机架上设有用于罩住所述炉体的防护罩。

优选地，所述驱动装置包括安装于所述机架上的变频电机，所述变频电机的输出轴上设有小齿轮，所述炉体的一端设有大齿轮，所述变频电机通过链条驱动所述大齿轮转动以驱动所述炉体转动。

优选地，所述进料口用于连接于锂电池破碎机，所述出料口连接有出料机，所述出料机的下部出口设有出料阀，所述出料机的上部出口设有排气阀。

优选地，所述炉体上设有惰性气体充气口。

本实用新型提供的一种电磁热解退役锂电池的装置，包括：机架及设置于机架上的桶状的炉体，机架上设有用于驱动炉体沿其轴心旋转的驱动装置，炉体的两端分别设有进料口和出料口，炉体内部沿炉体的轴线设有螺旋推板，螺旋推板的螺旋外周贴合于炉体的内壁，炉体的外周螺旋设置有加热线圈。

炉体为横向设置，退役锂电池由进料口进入炉体内，在重力的作用下处于炉体内底部，由于炉体内部沿炉体的轴线设有螺旋推板，螺旋推板的螺旋外周贴合于炉体的内壁，所以退役锂电池处于螺旋推板的板面之间，在驱动装置的带动下炉体开始转动，由于需要将炉体内的退役锂电池传递到出料口，所以炉体在旋转时需要螺旋推板随炉体转动以推动炉体内的退役锂电池向出料口移动，所以炉体的旋转方向需要根据螺旋推板推动退役锂电池移动的方向进行选择，在退役锂电池进入炉体内之前或者之后可对加热线圈通交变电流，加热线圈会产生一个通过炉体的交变磁场，在磁感应的作用下炉体内会产生涡流并发热，以达到对炉体内的退役锂电池进行热解的目的。

与传统加热方式相比加热速率快、热能转化率高、无明火、预热时间短、不会产生额外的废气量、处理方法环境友好，且有效工作时间长；通过电磁热解的方式可以除去隔膜、电解液、粘结剂等有机成分，且不额外产生附加污染。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的电磁热解退役锂电池的装置的主视图；

图2为本实用新型所提供的电磁热解退役锂电池的装置的侧视图。

图1-2中：

1-冷却系统、2-进料机、3-防护罩、4-电磁加热系统、5-出料机、6-排气阀、7-出料阀、8-变频电机、9-机架、10-从动轴、11-滚带、12-加热线圈、13-保温层、14-炉体。

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。

本实用新型的核心是提供一种电磁热解退役锂电池的装置，该装置对退役锂电池的处理相对于现有技术来说可以降低能耗、提升热转化率且可以降低污染。

请参考图1～2，图1为本实用新型所提供的电磁热解退役锂电池的装置的主视图；图2为本实用新型所提供的电磁热解退役锂电池的装置的侧视图。

一种电磁热解退役锂电池的装置，包括：机架9及设置于机架9上的桶状的炉体14，机架9上设有用于驱动炉体14沿其轴心旋转的驱动装置，炉体14的两端分别设有进料口和出料口，炉体14内部沿炉体14的轴线设有螺旋推板，螺旋推板的螺旋外周贴合于炉体14的内壁，炉体14的外周螺旋设置有加热线圈12。

需要说明的是，机架9可以采用任意形式，主要作用是支撑炉体14，并且可以使炉体14转动，具体形式可根据实际需求设置，机架9可以采用不锈钢进行制作，利用不锈钢的稳定性和较高的强度，以保证机架9的稳定性。

驱动装置可以为电动机等产生动力的装置，可以利用带传动、链条传动等形式对炉体14进行驱动。加热线圈12可采用铜线圈或者其他导电性能好的材料制作的线圈，加热线圈12套装在炉体14的外周，加热线圈12外可设置有绝缘层，加热线圈12的长度可根据需要进行加热的温度进行设置。炉体14可以采用专用锅炉钢或其他导磁耐高温不锈钢材料制作。

进料口可以设置有进料机2，进料机2采用螺旋输送方式、电磁给料方式或其他任意方式，只要可以满足向炉体14内供给物料即可，出料口可设置有用于输送物料的出料机5，进料及和出料机5与热裂解炉之间可以采用填料密封和油封的形式，保证炉体14内部的密封性。

炉体14为横向设置，退役锂电池由进料口进入炉体14内，在重力的作用下处于炉体14内底部，由于炉体14内部沿炉体14的轴线设有螺旋推板，螺旋推板的螺旋外周贴合于炉体14的内壁，所以退役锂电池处于螺旋推板的板面之间，在驱动装置的带动下炉体14开始转动，由于需要将炉体14内的退役锂电池传递到出料口，所以炉体14在旋转时需要螺旋推板随炉体14转动以推动炉体14内的退役锂电池向出料口移动，所以炉体14的旋转方向需要根据螺旋推板推动退役锂电池移动的方向进行选择，在退役锂电池进入炉体14内之前或者之后可对加热线圈12通交变电流，加热线圈12会产生一个通过炉体14的交变磁场，在磁感应的作用下炉体14内会产生涡流并发热，以达到对炉体14内的退役锂电池进行热解的目的。

与传统加热方式相比加热速率快、热能转化率高、无明火、预热时间短、不会产生额外的废气量、处理方法环境友好，且有效工作时间长；通过电磁热解的方式可以除去隔膜、电解液、粘结剂等有机成分，且不额外产生附加污染。

传统回转窑的设备笨重，体积大，设备生产制作成本较高，设备使用成本高，设备有效工作周期时间短，本实用新型所提供的电磁热解退役锂电池的装置体积小、制作成本低、进行通电即可进行热解，使用成本低，并且电磁热解对电磁热解退役锂电池的装置的损伤小，可以提高工作周期。

在上述实施例的基础上，为了固定加热线圈12，将加热线圈12螺旋绕于非导磁的加热线圈12骨架上，加热线圈12骨架套在炉体14的外周，加热线圈12骨架为筒状，其内径略大于炉体14的外径，以能套装于炉体14外周上，加热线圈12骨架采用非导磁材料制作，以防止加热线圈12骨架内部产生感应电流。设置加热线圈12骨架对线圈进行固定可以不用在线圈外周增加绝缘层，每次将加热线圈12安装于加热线圈12骨架上后，只将加热线圈12骨架安装于炉体14的外周上或者从炉体14的外周上拆下加热线圈12骨架即可，无需对加热线圈12进行二次拆装。

在上述实施例的基础上，为了对炉体14进行保温处理，可以在炉体14的外周设有保温层13，保温层13处于加热线圈12骨架和炉体14之间，保温层13的材料采用绝缘保温材料，保温层13可以减慢炉体14的热量散失，用于减少炉体14的热辐射，保持炉体14的温度，减少能量损失，提高热效率。

在上述实施例的基础上，机架9上设有连接于加热线圈12的电磁加热系统4。电磁加热系统4上设有控制台、显示仪表等装置，可对加热线圈12通电的时间和电压进行控制，从而控制炉体14内部的温度情况，控制台和显示仪表请参照现有技术，此处不再赘述。

在上述实施例的基础上，机架9上设有冷却系统1，加热线圈12为铜管线圈，冷却系统1的进水口和出水口分别连接于铜管线圈的两端，电磁加热系统4连接于铜管线圈的两端。

需要说明的是，采用铜管绕成的铜管线圈可以保证导电性，铜管线圈的内径决定通水量，通水量可根据铜管线圈的散热程度进行设置，即铜管线圈的内径可根据其散热程度进行设置，铜管线圈的两端分别连接于冷却系统1的进水口和出水口，以使水可以在冷却系统1和铜管线圈之间循环以对铜管线圈散热，确保线圈在60℃以下工作，防止加热线圈12过热导致的安全隐患。

在上述实施例的基础上，机架9上设有至少两个平行的、且可转动的从动轴10，炉体14的外周设有环形的滚带11，炉体14设置于两个从动轴10之间以使两个从动轴10贴合于滚带11，并与滚带11贴合旋转。

需要说明的是，滚带11的内径贴合于炉体14的外周，滚带11的延伸方向与炉体14旋转的方向相同，以使炉体14带动滚带11转动，本实施例设置的两个从动轴10分别置于炉体14的两侧下方，以对炉体14进行支撑，两个从动轴10分别使用轴承座进行安装，如此设置炉体14无需其他支撑即可完成转动，炉体14转动时带动滚带11转动，滚带11的外周贴合于从动轴10，二者贴合传动，由于从动轴10为绕其轴心自转，相对于机架9来说没有位置移动，所以炉体14也会稳定在两个从动轴10之间转动。以上设置结构简单拆装方便，无需进行其他可拆卸或者固定连接，将设有滚带11的炉体14放置于两个平行的从动轴10之间即可。

在上述实施例的基础上，机架9上设有用于罩住炉体14的防护罩3，防护罩3可以保护炉体14及炉体14上设置的装置不受外界干扰，相应的，也可以防止炉体14及炉体14上设置的装置对外界造成伤害，提高了安全性。

在上述实施例的基础上，为了保证驱动装置的传递效率，驱动装置包括安装于机架9上的变频电机8，变频电机8的输出轴上设有小齿轮，炉体14的一端设有大齿轮，变频电机8通过链条驱动大齿轮转动以驱动炉体14转动。

需要说明的是，变频电机8可以对转速进行控制，以控制炉体14内部的退役锂电池的传递速度，以控制退役锂电池的热解时间，从而控制退役锂电池的热解效果，还可通过变频电机8驱动炉体14正反转。此外，在变频电机8的输出轴上安装有小齿轮，并在炉体14的端部设置大齿轮，可直接使用链条进行传动，无需连接减速器；使用链条传动的传动方式与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。

在上述实施例的基础上，进料口用于连接于锂电池破碎机，出料口连接有出料机5，出料机5的下部出口设有出料阀7，出料机5的上部出口设有排气阀6。

需要说明的是，出料机5的作用是将炉体14传递的热解后的电池碎料传递至下一级进行处理，可以连接于冷却装置进行冷却处理，排气阀6的另一侧连接有废气处理装置，以便对废气进行处理再排放。

优选地，炉体14上设有惰性气体充气口，惰性气体充气口用于连接惰性气体装置，向炉体14内充入惰性气体，该气体可以选用氮气，还可以在炉体14上设置用于检测炉体14内气压的压力传感器。

在电磁热解退役锂电池的装置进行工作时，先将排气阀6和出料阀7关闭，打开进料阀，将撕碎后的电池碎料通过进料机2送入炉体14内，同时驱动炉体14翻转将物料均匀推送。进料完毕后关闭进料阀，并打开惰性气体阀，向炉内通入惰性气体，待压力传感器显示微正压时，停止充惰性气体，对炉体14进行加热处理，待压力传感器达到预设值时，打开排气阀6继续热解，热解温度为：400℃—600℃，除去隔膜、电解液、粘结剂等有机成分；热解完成后打开出料阀7，通过出料机5进行卸料。所有设备的运行皆可连接于控制系统进行控制，实现自动化生产，控制系统参照现有技术，此处不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的电磁热解退役锂电池的装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电磁热解退役锂电池的装置，其特征在于，包括：机架(9)及设置于所述机架(9)上的桶状的炉体(14)，所述机架(9)上设有用于驱动所述炉体(14)沿其轴心滚动的驱动装置，所述炉体(14)的两端分别设有进料口和出料口，所述炉体(14)内部沿所述炉体(14)的轴线设有螺旋推板，所述螺旋推板的螺旋外周贴合于所述炉体(14)的内壁，所述炉体(14)的外周螺旋设置有加热线圈(12)。

2.根据权利要求1所述的电磁热解退役锂电池的装置，其特征在于，所述加热线圈(12)螺旋绕于非导磁的加热线圈(12)骨架上，所述加热线圈(12)骨架套在所述炉体(14)的外周。

3.根据权利要求2所述的电磁热解退役锂电池的装置，其特征在于，所述炉体(14)的外周设有保温层(13)，所述保温层(13)处于所述加热线圈(12)骨架和所述炉体(14)之间。

4.根据权利要求1所述的电磁热解退役锂电池的装置，其特征在于，所述机架(9)上设有连接于所述加热线圈(12)的电磁加热系统(4)。

5.根据权利要求4所述的电磁热解退役锂电池的装置，其特征在于，所述机架(9)上设有冷却系统(1)，所述加热线圈(12)为铜管线圈，所述冷却系统(1)的进水口和出水口分别连接于所述铜管线圈的两端，所述电磁加热系统(4)连接于所述铜管的两端。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的电磁热解退役锂电池的装置，其特征在于，所述机架(9)上设有至少两个平行的、且可转动的从动轴(10)，所述炉体(14)的外周设有环形的滚带(11)，所述炉体(14)设置于两个所述从动轴(10)之间以使两个所述从动轴(10)贴合于所述滚带(11)，并与所述滚带(11)贴合滚动。

7.根据权利要求6所述的电磁热解退役锂电池的装置，其特征在于，所述机架(9)上设有用于罩住所述炉体(14)的防护罩(3)。

8.根据权利要求7所述的电磁热解退役锂电池的装置，其特征在于，所述驱动装置包括安装于所述机架(9)上的变频电机(8)，所述变频电机(8)的输出轴上设有小齿轮，所述炉体(14)的一端设有大齿轮，所述变频电机(8)通过链条驱动所述大齿轮转动以驱动所述炉体(14)转动。

9.根据权利要求8所述的电磁热解退役锂电池的装置，其特征在于，所述进料口用于连接于锂电池破碎机，所述出料口连接有出料机(5)，所述出料机(5)的下部出口设有出料阀(7)，所述出料机(5)的上部出口设有排气阀(6)。

10.根据权利要求9所述的电磁热解退役锂电池的装置，其特征在于，所述炉体(14)上设有惰性气体充气口。