CN216288605U - 一种用于废旧钠离子电池的电解液回收装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于废旧钠离子电池的电解液回收装置，其包括：前处理单元，所述前处理单元包括破碎仓和干燥仓，所述破碎仓内设置有破碎组件，所述破碎组件包括破碎辊、破碎桶和伺服行走电机，所述破碎辊设置有破碎刀片，所述破碎桶的底壁设置有若干第一通孔，所述破碎桶的底壁设置有破碎钉，所述伺服行走电机用于驱动所述破碎辊运动，以使所述钠离子电池在所述破碎刀片和破碎钉的共同作用下破碎，并得到废旧电解液和电池破碎料，所述干燥仓用于将所述电池破碎料中的残余电解液蒸发出来；回收单元，所述回收单元包括回收仓和蒸馏装置，所述回收仓分别与破碎仓和干燥仓相连，所述蒸馏装置用于将所述废旧电解液和残余电解液中的溶剂和溶质分离。

Description

一种用于废旧钠离子电池的电解液回收装置

技术领域

本申请涉及一种用于废旧钠离子电池的电解液回收装置，属于钠离子电池技术领域。

背景技术

钠离子电池因为具有安全性高、热稳定性强以及电化学性能优异等优点，在目前的新型储能器件中脱颖而出，有望部分取代或补充锂离子电池。为了设计出较高容量的钠离子电池，通常将钠离子电池的体积做大。然而，大尺寸大容量电池也存在着电解液量多的问题，钠离子电池的电解液是具有挥发性的，对人体和环境具有危害性；此外，电池中电解液所占成本比例约为12％，具有较高的回收再利用价值。

目前，国内废旧动力钠离子电池回收行业还处于起步摸索阶段，自动化拆解程度低，且大多采用浸泡过滤的方式，效率较低，回收不完全。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种用于废旧钠离子电池的电解液回收装置。该装置能够充分将废旧钠离子电池破碎，使电池中的电解液流出，并进行统一回收，提高了回收效率。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于废旧钠离子电池的电解液回收装置，其包括：

前处理单元，所述前处理单元包括破碎仓和干燥仓，所述破碎仓内设置有破碎组件，所述破碎组件包括破碎辊、破碎桶和伺服行走电机，所述破碎辊设置有破碎刀片，所述破碎桶的底壁设置有若干第一通孔，且所述破碎桶的底壁设置有破碎钉，所述伺服行走电机用于驱动所述破碎辊运动，以使所述钠离子电池在所述破碎刀片和破碎钉的共同作用下破碎，并得到废旧电解液和电池破碎料，所述干燥仓用于将所述电池破碎料中的残余电解液蒸发出来；

回收单元，所述回收单元包括回收仓和蒸馏装置，所述回收仓分别与破碎仓和干燥仓相连，所述蒸馏装置用于回收所述废旧电解液和残余电解液中的溶剂。

可选地，所述破碎桶的侧壁设置有若干第二通孔，且所述破碎桶下方设置有旋转电机，所述旋转电机用于驱动所述破碎桶旋转，以将破碎后的所述钠离子电池中的废旧电解液从所述第二通孔甩出。

可选地，所述前处理单元还包括第一真空装置和第一气源，所述破碎仓上连接有第一通气管，所述第一通气管能够与所述第一真空装置或第一气源连接。

可选地，所述回收仓与所述破碎仓通过第一管道相连，所述回收仓和所述干燥仓通过第二管道相连，所述第一管道和所述第二管道上分别设置有第一阀门和第二阀门。

可选地，所述第一管道和所述第二管道上分别设置有第一过滤组件和第二过滤组件。

可选地，所述破碎仓的底壁为倾斜面，所述倾斜面从远离所述回收仓的一侧向下倾斜至靠近所述回收仓的一侧；和/或

所述第一管道为倾斜管道，所述第一管道沿所述破碎仓的下部向下倾斜至所述回收仓的上部。

可选地，所述回收单元还包括第二真空装置和第二气源，所述回收仓上连接有第二通气管，所述第二通气管能够与第二真空装置或第二气源连接。

可选地，所述回收装置还包括储存单元，所述储存单元包括与所述回收仓相连的储存仓，所述储存仓用于储存分离后的所述溶剂。

可选地，所述储存单元还包括第三真空装置和第三气源，所述储存仓上设置上连接有第三通气管，所述第三通气管能够与第三真空装置或第三气源连接。

可选地，所述破碎仓靠近所述干燥仓的一侧设置有外取放门，所述破碎桶靠近所述外取放门的一侧设置有内取放门。

本申请能产生的有益效果包括但不限于：

1.本申请所提供的电解液回收装置，通过在破碎仓中设置破碎桶，将废旧钠离子电池投放至破碎桶内，通过破碎辊上的破碎刀片和破碎桶的破碎钉的共同作用下，将废旧钠离子电池破碎，使电池中的电解液流出，然后经第一通孔流至破碎仓内；而破碎后的钠离子电池破碎料，例如电池壳、正负极集流体等，可以收集在破碎桶内，从而实现废旧电解液与电池破碎料的粗分离，等破碎过程完成后，电池破碎料被转移至干燥仓内，将残余的电解液蒸发出来，进一步提高了电解液的回收效率，避免其残余在电池破碎料中；通过设置伺服行走电机驱动破碎辊运动，不仅可以对废旧钠离子电池具有纵向剪切力，且行走过程中还可以产生横向剪切力，保证破碎效果，进而充分释放电池中的电解液；通过设置回收仓分别与破碎仓和干燥仓相连，从而将破碎仓内的废旧电解液及干燥仓中的残余电解液收集至回收仓内统一回收。

2.本申请所提供的电解液回收装置，通过在破碎桶的侧壁设置第二通孔，且设置旋转电机驱动破碎桶旋转，从而为破碎桶提供离心力，将破碎后的钠离子电池中的废旧电解液从第二通孔甩出，进一步提高了废旧电解液与电池破碎料之间的分离效率及分离率。

3.本申请所提供的电解液回收装置，通过设置第一通气管能够与第一真空装置连接，从而将破碎仓内抽真空，防止因其中含有氧气还造成电池破碎过程中可能出现的爆炸等危险情况，此外，将破碎仓内抽真空，还可以提高废旧电解液从电池破碎料中的流出速度，进一步提高生产率；通过设置第一气源，从而可以向破碎仓内通入干冰或其他非活性气体，防止电池破碎过程中可能出现的爆炸等危险情况。

4.本申请所提供的电解液回收装置，通过设置有第一阀门和第二阀门，从而调整回收仓与破碎仓之间或回收仓与干燥仓之间为连通状态或非连通状态，提升该装置的操作灵活性。

5.本申请所提供的电解液回收装置，通过在第一管道和第二管道上分别设置有第一过滤组件和第二过滤组件，从而将破碎仓内的废旧电解液和干燥仓中的残余电解液进行精过滤，防止其携带其他固态材料进入回收仓，例如电极活性物质等。

6.本申请所提供的电解液回收装置，通过设置破碎仓的底壁从远离回收仓的一侧向下倾斜至靠近回收仓的一侧，以保证破碎仓内的废旧电解液顺利沿着倾斜面流至回收仓内，降低流动阻力。通过设置第一管道沿破碎仓的下部向下倾斜至回收仓的上部，从而保证破碎仓内的废旧电解液可以完全流至回收仓内，同时避免回收仓内的电解液倒流至破碎仓内。

7.本申请所提供的电解液回收装置，通过设置破碎仓和破碎桶靠近干燥仓的一侧分别设置有外取放门和内取放门，方便将待破碎的钠离子电池投放至破碎桶中，同时方便将破碎桶中破碎后的电池破碎料转移至干燥仓内。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例涉及的电解液回收装置破碎钠离子电池时的示意图；

图2为本申请实施例涉及的电解液回收装置投料或取料时的示意图。

部件和附图标记列表：

1、破碎仓；2、干燥仓；3、破碎辊；4、破碎桶；5、旋转电机；6、第一通气管；7、第一管道；8、第二管道；9、第一阀门；10、第二阀门；11、第一过滤组件；12、第二过滤组件；13、回收仓；14、第二通气管；15、储存仓；16、第三通气管。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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申请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是必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1-2所示，本申请的实施例公开了一种用于废旧钠离子电池的电解液回收装置，其包括：前处理单元和回收单元。其中，前处理单元包括破碎仓1和干燥仓2，破碎仓1内设置有破碎组件，破碎组件包括破碎辊3、破碎桶4和伺服行走电机，破碎辊3设置有破碎刀片，破碎桶4的底壁设置有若干第一通孔，且破碎桶4的底壁设置有破碎钉，伺服行走电机用于驱动破碎辊3运动，以使钠离子电池在破碎刀片和破碎钉的共同作用下破碎，并得到废旧电解液和电池破碎料，干燥仓2用于将电池破碎料中的残余电解液蒸发出来；回收单元包括回收仓13和蒸馏装置，回收仓13分别与破碎仓1和干燥仓2相连，蒸馏装置用于回收废旧电解液和残余电解液中的溶剂。

通过在破碎仓1中设置破碎桶4，将废旧钠离子电池投放至破碎桶4内，通过破碎辊3上的破碎刀片和破碎桶4的破碎钉的共同作用下，将废旧钠离子电池破碎，使电池中的电解液流出，然后经第一通孔流至破碎仓1内；而破碎后的钠离子电池破碎料，例如电池壳、正负极集流体等，可以收集在破碎桶4内，从而实现废旧电解液与电池破碎料的粗分离，等破碎过程完成后，电池破碎料被转移至干燥仓2内，将残余的电解液蒸发出来，进一步提高了电解液的回收效率，避免其残余在电池破碎料中；通过设置伺服行走电机驱动破碎辊3运动，不仅可以对废旧钠离子电池具有纵向剪切力，且行走过程中还可以产生横向剪切力，保证破碎效果，进而充分释放电池中的电解液；通过设置回收仓13分别与破碎仓1和干燥仓2相连，从而将破碎仓1内的废旧电解液及干燥仓2中的残余电解液收集至回收仓13内统一回收。

可以理解的是，钠离子电池电解液包括溶剂和溶质，例如，溶剂可以为碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯和碳酸丙烯酯中的至少一种；溶质即钠盐，可以为六氟磷酸钠、高氯酸钠、四氯铝酸钠、四氟硼酸钠、硝酸钠、氰化钠和硫氰酸钠中的至少一种。为了将电解液中的溶剂回收，回收仓13可以连接有蒸馏装置，从而将溶剂蒸发出来，实现溶质和溶剂的分离。

具体的，本实施例对破碎桶4的容积不做限制，为了提高批次处理量，可以适当提高破碎桶4的容积，使破碎桶4一次可以同时处理多块废旧钠离子电池。具体的，本实施例中伺服行走电机采用现有的伺服行走电机即可，在此不做赘述。

可以理解的是，为了方便将废旧钠离子电池进行破碎，破碎仓1设置有投料口。可以理解的是，为了将电池破碎料的电解液顺利蒸发出来，干燥仓2连接有加热装置。

作为一种实施方式，破碎桶4的侧壁设置有若干第二通孔，且破碎桶4下方设置有旋转电机5，旋转电机5用于驱动破碎桶4旋转，以将破碎后的钠离子电池中的废旧电解液从第二通孔甩出。通过在破碎桶4的侧壁设置第二通孔，且设置旋转电机5驱动破碎桶4旋转，从而为破碎桶4提供离心力，将破碎后的钠离子电池中的废旧电解液从第二通孔甩出，进一步提高了废旧电解液与电池破碎料之间的分离效率及分离率。

作为一种实施方式，前处理单元还包括第一真空装置和第一气源，破碎仓1上连接有第一通气管6，第一通气管6能够与第一真空装置或第一气源连接。通过设置第一通气管6能够与第一真空装置连接，从而将破碎仓1内抽真空，防止因其中含有氧气还造成电池破碎过程中可能出现的爆炸等危险情况，此外，将破碎仓1内抽真空，还可以提高废旧电解液从电池破碎料中的流出速度，进一步提高生产率；通过设置第一气源，从而可以向破碎仓1内通入干冰或其他非活性气体，防止电池破碎过程中可能出现的爆炸等危险情况。

作为一种实施方式，回收仓13与破碎仓1通过第一管道7相连，回收仓13和干燥仓2通过第二管道8相连，第一管道7和第二管道8上分别设置有第一阀门9和第二阀门10。通过设置有第一阀门9和第二阀门10，从而调整回收仓13与破碎仓1之间或回收仓13与干燥仓2之间为连通状态或非连通状态，提升该装置的操作灵活性。

作为一种实施方式，第一管道7和第二管道8上分别设置有第一过滤组件11和第二过滤组件12。通过在第一管道7和第二管道8上分别设置有第一过滤组件11和第二过滤组件12，从而将破碎仓1内的废旧电解液和干燥仓2中的残余电解液进行精过滤，防止其携带其他固态材料进入回收仓13，例如电极活性物质等。

具体的，本实施例对第一过滤组件11和第二过滤组件12的类型不做限制，本实施例中第一过滤组件11和第二过滤组件12均为配有滤膜的负压抽滤机，滤膜孔径为0.3-1.5μm。

作为一种实施方式，破碎仓1的底壁为倾斜面，倾斜面从远离回收仓13的一侧向下倾斜至靠近回收仓13的一侧。通过设置破碎仓1的底壁从远离回收仓13的一侧向下倾斜至靠近回收仓13的一侧，以保证破碎仓1内的废旧电解液顺利沿着倾斜面流至回收仓13内，降低流动阻力。

作为一种实施方式，第一管道7为倾斜管道，第一管道7沿破碎仓1的下部向下倾斜至回收仓13的上部。通过设置第一管道7沿破碎仓1的下部向下倾斜至回收仓13的上部，从而保证破碎仓1内的废旧电解液可以完全流至回收仓13内，同时避免回收仓13内的电解液倒流至破碎仓1内。

作为一种实施方式，回收单元还包括第二真空装置和第二气源，回收仓13上连接有第二通气管14，第二通气管14能够与第二真空装置或第二气源连接。通过设置第二通气管14能够与第二真空装置连接，从而能够将回收仓13内抽真空，可以将回收仓13内抽真空后利用负压倒吸作用，使破碎仓1内的废旧电解液或干燥仓2内的残余电解液顺利进入回收仓13内。

作为一种实施方式，回收装置还包括储存单元，储存单元包括与回收仓13相连的储存仓15，储存仓15用于储存分离后的溶剂。通过设置储存仓15与回收仓13相连，用于储存分离后溶剂。

可以理解的是，为了使回收仓13内的溶剂顺利回收至储存仓15内，回收仓13连接有蒸馏装置，储存仓15连接有冷却装置。

作为一种实施方式，储存单元还包括第三真空装置和第三气源，储存仓15上设置上连接有第三通气管16，第三通气管16能够与第三真空装置或第三气源连接。通过设置第三通气管16能够与第三真空装置连接，第三真空装置可以将储存仓15内抽真空，提高溶剂从回收仓13向真空仓内的流动效率；通过设置第三通气管16能够与第三气源连接，第三气源可以向储存仓15内通入惰性气体，防止储存仓15内的溶剂发生反应。

作为一种实施方式，破碎仓1靠近干燥仓2的一侧设置有外取放门，破碎桶4靠近外取放门的一侧设置有内取放门。通过设置破碎仓1和破碎桶4靠近干燥仓2的一侧分别设置有外取放门和内取放门，方便将待破碎的钠离子电池投放至破碎桶4中，同时方便将破碎桶4中破碎后的电池破碎料转移至干燥仓2内。

该电解液回收装置的工作过程为：关闭第一阀门9和第二阀门10，将待破碎的钠离子电池装入破碎桶4内，首先使第一通气管6与第一真空装置相连，将破碎仓1内抽真空，然后使第一通气管6和第一气源相连，向破碎仓1内通入干冰，启动伺服行走电机，使破碎辊3运动，从而将钠离子电池破碎，破碎完成后，启动旋转电机5，同时使第一通气管6与第一真空装置相连，将破碎后的废旧电解液与电池破碎料分离；分离完成后，将电池破碎料转移至干燥仓2内，开启第一阀门9和第二阀门10，破碎仓1内的废旧电解液和干燥仓2内的残余电解液进入回收仓13内，然后启动蒸馏装置，将回收仓13内的溶剂回收至储存仓15内。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于废旧钠离子电池的电解液回收装置，其特征在于，包括：

前处理单元，所述前处理单元包括破碎仓和干燥仓，所述破碎仓内设置有破碎组件，所述破碎组件包括破碎辊、破碎桶和伺服行走电机，所述破碎辊设置有破碎刀片，所述破碎桶的底壁设置有若干第一通孔，且所述破碎桶的底壁设置有破碎钉，所述伺服行走电机用于驱动所述破碎辊运动，以使所述钠离子电池在所述破碎刀片和破碎钉的共同作用下破碎，并得到废旧电解液和电池破碎料，所述干燥仓用于将所述电池破碎料中的残余电解液蒸发出来；

回收单元，所述回收单元包括回收仓和蒸馏装置，所述回收仓分别与破碎仓和干燥仓相连，所述蒸馏装置用于将所述废旧电解液和残余电解液中的溶剂和溶质分离。

2.根据权利要求1所述的电解液回收装置，其特征在于，所述破碎桶的侧壁设置有若干第二通孔，且所述破碎桶下方设置有旋转电机，所述旋转电机用于驱动所述破碎桶旋转，以将破碎后的所述钠离子电池中的废旧电解液从所述第二通孔甩出。

3.根据权利要求1所述的电解液回收装置，其特征在于，所述前处理单元还包括第一真空装置和第一气源，所述破碎仓上连接有第一通气管，所述第一通气管能够与所述第一真空装置或第一气源连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电解液回收装置，其特征在于，所述回收仓与所述破碎仓通过第一管道相连，所述回收仓和所述干燥仓通过第二管道相连，所述第一管道和所述第二管道上分别设置有第一阀门和第二阀门。

5.根据权利要求4所述的电解液回收装置，其特征在于，所述第一管道和所述第二管道上分别设置有第一过滤组件和第二过滤组件。

6.根据权利要求4所述的电解液回收装置，其特征在于，所述破碎仓的底壁为倾斜面，所述倾斜面从远离所述回收仓的一侧向下倾斜至靠近所述回收仓的一侧；和/或

所述第一管道为倾斜管道，所述第一管道沿所述破碎仓的下部向下倾斜至所述回收仓的上部。

7.根据权利要求1-3任一项所述的电解液回收装置，其特征在于，所述回收单元还包括第二真空装置和第二气源，所述回收仓上连接有第二通气管，所述第二通气管能够与第二真空装置或第二气源连接。

8.根据权利要求1-3任一项所述的电解液回收装置，其特征在于，所述回收装置还包括储存单元，所述储存单元包括与所述回收仓相连的储存仓，所述储存仓用于储存分离后的所述溶剂。

9.根据权利要求8所述的电解液回收装置，其特征在于，所述储存单元还包括第三真空装置和第三气源，所述储存仓上设置上连接有第三通气管，所述第三通气管能够与第三真空装置或第三气源连接。

10.根据权利要求1-3任一项所述的电解液回收装置，其特征在于，所述破碎仓靠近所述干燥仓的一侧设置有外取放门，所述破碎桶靠近所述外取放门的一侧设置有内取放门。

Images