CN216728781U

CN216728781U - 废旧锂离子电池负极片的分离回收设备

Info

Publication number: CN216728781U
Application number: CN202220293369.6U
Authority: CN
Inventors: 王敏; 逯启昌; 彭正军; 权朝明
Original assignee: Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Current assignee: Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Priority date: 2022-02-14
Filing date: 2022-02-14
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2032-02-14

Abstract

本实用新型公开了一种废旧锂离子电池负极片的分离回收设备。所述分离回收设备包括分离箱，所述分离箱具有开口以及能够容纳液体的第一容置部；筛斗，所述筛斗能够被固定于所述第一容置部内并具有用于容纳废旧锂离子电池负极片的第二容置部，且所述筛斗的侧壁和/或底面设置有多个通孔；超声装置，所述超声装置与所述分离箱固定连接，所述超声装置产生的超声能够作用于所述第一容置部内容纳的液体。本实用新型提供的分离回收设备利用筛斗和超声装置的协同作用，提高了分离时的反应速率且便于分离后的负极片的固形物与液体分离，并避免了负极材料的沉降，分离回收效率高，又避免了操作者接触负极片带来的身体危害。

Description

废旧锂离子电池负极片的分离回收设备

技术领域

本实用新型涉及资源回收利用技术领域，尤其涉及一种废旧锂离子电池负极片的分离回收设备。

背景技术

在全球石化资源日益枯竭和环境污染日益严重的背景下，能源的安全、清洁成为各国关注的焦点。锂离子电池具有一系列的优点而被广泛应用于各个储能领域。近年来，新能源汽车的发展非常迅速，据统计新能源汽车的销量占比在2030年将达到40％，但是由于技术方面的限制导致锂离子电池的使用寿命一般为4-6年，所以未来废旧锂离子电池的数量将会迎来爆发式增长。废旧锂离子电池具有资源和环境危害的双重属性，所以必须要进行合理的回收利用。

目前废旧锂离子电池回收过程首先是将电池进行拆解去除金属外壳，分理出正负极片与隔膜，然后分离正负极电极材料与集流体，最后对电极材料进行进一步处理。一方面，由于负极材料中含有的电解液等有害物质，人工分离操作过程中会对身体产生危害；另一方面负极片中含有的部分粘结剂不溶于水，常规方法无法实现石墨与铜箔的有效分离。目前，还没有专门用于负极材料的自动化分离回收设备，负极材料得不到有效的分离和回收。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种废旧锂离子电池负极片的分离回收设备，能够有效地分离回收废旧的锂离子电池负极材料。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型提供废旧锂离子电池负极片的分离回收设备，包括：

分离箱，所述分离箱具有开口以及能够容纳液体的第一容置部；

筛斗，所述筛斗能够被固定于所述第一容置部内并具有用于容纳废旧锂离子电池负极片的第二容置部，且所述筛斗的侧壁和/或底面设置有多个通孔；

超声装置，所述超声装置与所述分离箱固定连接，所述超声装置产生的超声能够作用于所述第一容置部内容纳的液体。

与现有技术相比，本实用新型的优点至少包括：

本实用新型提供的废旧锂离子电池负极片的分离回收设备可以利用分离箱容纳用与负极片的分离处理的液体，并将容纳有负极片的筛斗固定于分离箱内的选定位置，以使上述液体能够与负极片发生反应，并便于分离后的负极片的固形物与液体分离；且设置超声装置，以提高液体与负极片的反应速率，并通过超声震动帮助负极片中的待分离的成分发生解离，同时避免分离出的负极材料沉降在分离箱的底部无法排出，从而高效地实现了废旧锂离子电池负极片的分离和回收并避免了对操作者的身体危害。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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是本实用新型一典型实施案例提供的一种废旧锂离子电池负极片的分离回收设备的结构示意图；

图2是本实用新型一典型实施案例提供的一种废旧锂离子电池负极片的分离回收设备的结构示意图；

图3是本实用新型一典型实施案例提供的一种废旧锂离子电池负极片的分离回收设备的导轨与筛斗和齿轮的连接结构示意图。

附图标记说明：

1、分离箱；2、筛斗；3、导轨；4、导链；5、导链与筛斗连接点；6、齿轮；7、超声换能器；8、超声频电源；9、液体补充阀门；10、驱动电机；11、排料口；12、超声装置；13、升降卸料装置。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

参见图1-图2，本实用新型的实施例提供的一种废旧锂离子电池负极片(可简称为负极片)的分离回收设备，包括：分离箱1，所述分离箱1具有开口以及能够容纳液体的第一容置部；筛斗2，所述筛斗2能够被固定于所述第一容置部内并具有能够容纳所述废旧锂离子电池负极片的第二容置部，且所述筛斗2的侧壁和/或底面设置有多个通孔；超声装置12，所述超声装置12与所述分离箱1的侧壁固定连接，以使所述超声装置12产生的超声能够作用于所述第一容置部内容纳的液体。

其中，所述分离箱1的主体结构可以是方箱形，也可以是圆桶形，其开口可以设置于所述分离箱1的正上方，也可以设置于所述分离箱1的侧面或斜角处，能够提供所述筛斗2进出所述第一容置部的通道即可，所述分离箱1的材质可以是金属也可以是塑料；所述筛斗2可以是方形，也可以是桶形，甚至可以是圆球型，筛斗2可以由板材拼接而成并在其周向和/或底部设置多个通孔，也可以由带有特定尺寸网孔的筛网包围而成，以供分离箱1内的液体在第一容置部和第二容置部之间流动；所述超声装置12可以采用市购的超声发生器等，其数量可以是一个也可以是多个，能够固设于所述分离箱1的外壁，并产生作用于分离箱1内部液体的超声即可。

本实用新型提供的分离回收设备在负极片分离回收的全过程中无需人工接触电极材料，在降低分离成本的同时避免了人工分离对身体产生的危害性。该设备结构简单、设计合理，分离过程中首先利用集流体铜箔与负极材料的粒度差异使得负极材料通过筛斗2的通孔脱落，其次利用重力沉降原理使分离后的负极材料落到分离箱1底部的排料口11，实现了负极材料的高效分离。该超声装置12在实现负极材料与集流体分离的同时，有效避免了分离后的负极材料在分离箱1底部的沉积，大大提高了设备的工作效率。

在一些实施方案中，所述分离箱1的内壁可以设置有液位刻度线，底部可以设置有与所述第一容置部连通的可开闭的排料口11，用于将所述第一容置部内的液体排出。分离箱1内壁设置液位刻度线，能够方便操作者准确地获知分离箱1内液体的体积，提高作业效率，减少液体的浪费；可开闭的排料口11设置于分离箱1的底部，能够方便利用重力排出第一容置部内的液体，相比于泵出液体，提高了作业效率，减少了能源消耗。

在一些实施方案中，所述分离箱1远离其开口的一端可以设置有沿远离所述开口的方向逐渐收窄的锥形部，所述锥形部的尖端与所述排料口11相接。该设置使得分离箱1内的液体能够顺利地流出分离箱1，减少了液体残留，提高了分离效率。

在一些实施方案中，所述超声装置12可以包括超声换能器7以及超声频电源8，所述超声换能器7可以固定设置于所述锥形部的外壁，且可以与所述超声频电源8电连接。锥形部具有喇叭口的形状，使得超声能够得以汇聚和向所述分离箱1的中心定向传播，避免了超声传播方向发散，提高了超声能量的利用效率，进一步地提高了废旧锂离子电池负极片的分离，节约了能源。

在一些实施方案中，所述超声换能器7沿所述分离箱1的侧壁可以周向分布有多个。多个超声换能器7周向分布，相比于单独超声换能器7，能够获得分布更加均匀的超声场，避免分离回收时超声死角的产生，从而提高了分离效率和分离均匀性。

在一些实施方案中，所述分离箱1的侧壁可以固定设置有用于向所述第一容置部内递送液体的液体补充阀门9，所述液体补充阀门9与所述第一容置部连通。

在一些实施方案中，所述分离回收设备还可以包括升降卸料装置13，所述升降卸料装置13至少与所述筛斗2活动连接，以控制所述筛斗2固定于所述第一容置部内的选定位置或移动至所述第一容置部开口外并执行倾斜卸料动作。

继续参见图1并合并参见图2和图3，在一些实施方案中，所述升降卸料装置13可以包括导轨3和驱动单元，所述导轨3部分固设于所述分离箱1的内壁并沿所述分离箱1的深度方向延伸，所述导轨3的其余部分突出于所述分离箱1的开口并向远离所述分离箱1的水平方向弯曲延伸；所述驱动单元分别与所述分离箱1和筛斗2传动连接，以驱动所述筛斗2沿所述导轨3的延伸方向运动。

其中，所述驱动单元可以是螺杆、齿轮6齿条、气缸、液压缸、链条以及绳索等常见的驱动形式的驱动单元，能够提供所述筛斗2沿所述导轨3的延伸方向运动所需的动力即可，所述的深度方向是指所述分离箱1的底部至开口的延伸方向，在一些具体实例中，以图1为例，所述的深度方向可以为图1中所示设备的垂直方向，另外，可以理解的，当所述分离箱1倾斜放置时，所述的深度方向也可以相应地发生倾斜。

继续参见图1-图3，在一些实施方案中，所述驱动单元可以包括固设于所述分离箱1外部的两个驱动电机10，以及与所述驱动电机10传动连接的导链4，且所述导链4与筛斗2传动连接，所述驱动电机10能够驱动所述导链4沿所述分离箱1的深度方向运动。在一些具体应用实例中，如图1和图3所示，所述的导链4可以通过导链与与筛斗的连接点5与所述筛斗2固定连接，该连接点5可以是焊接也可以是螺接、铆接等连接方式。

在一些实施方案中，所述驱动单元还可以包括转动连接于所述导轨两端上的齿轮6，所述导链4与齿轮6咬合连接并与所述驱动电机10传动连接。利用导链4进行链条传动以驱动所述筛斗2，相比于其他驱动形式，链条传动结构简单，且更加灵活，不易发生卡顿，提高了分离回收设备的可靠性，且在液体中进行传动时，链条的使用寿命更长。

在一些典型的应用案例中，所述分离回收设备包括分离箱1、筛斗2、升降卸料装置13、超声装置12，所述分离箱1上半部分为矩形，下半部分为锥形，所述分离箱1右侧设置有液体补充阀门9，所述分离箱1下部设置有卸料口，所述筛斗2上半部分为矩形，下半部分为圆形，所述筛斗2由固定目数大小的筛网组成，所述筛斗2与升降卸料装置13相连，所述的升降卸料装置13由驱动电机10、导链4与导轨3组成，所述超声装置12固定在分离箱1的下面的锥形部分，所述超声装置12由超声频电源8与超声换能器7组成。

以下通过若干实施例以便充分理解本实用新型，然而，下述实施例为示例性质，并不用于限定本实用新型的保护范围。

实施例1

本实施例提供一种废旧锂离子电池负极片的分离回收设备，如图1-图3所示，包括：分离箱1、筛斗2、升降卸料装置13、超声装置12，所述分离箱1上半部分为矩形，下半部分为锥形，所述分离箱1右侧设置有液体补充阀门9，所述分离箱1下部设置有卸料口，所述筛斗2上半部分为矩形，下半部分为圆形，所述筛斗2由固定目数大小的筛网组成，所述筛斗2与升降卸料装置13相连，所述的升降卸料装置13由驱动电机10、导链4与导轨3组成，所述超声装置12固定在分离箱1的下面的锥形部分，所述超声装置12由超声频电源8与超声换能器7组成。

其中，分离箱1内部设置有刻度线，用于控制清洗液的加入体积。升降卸料装置13的卸料系统驱动电机10固定于分离箱1外侧。导轨3固定在分离箱1内部，与筛斗2相连，顶端弯曲延伸到分离箱1外部，用于卸料，上下端固定有齿轮6用于导链4的传动。

本实施例还提供上述分离回收设备的操作方法：该设备工作时，将废旧锂离子电池负极片加入筛斗2，控制筛斗2下降使其中的负极片浸没于分离箱1中的清洗液中。开启超声清洗后经一段时间的处理，负极材料从集流体上脱落，通过筛斗2上的筛孔下降至分离箱1底部，分离完成后集流体铜箔通过升降卸料装置13运输至分离箱1顶端倒出，负极材料通过底部卸料口排出，进行后续离心分离等处理。

应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种废旧锂离子电池负极片的分离回收设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的分离回收设备，其特征在于，所述分离箱的内壁设置有液位刻度线，底部设置有与所述第一容置部连通的可开闭的排料口。

3.根据权利要求2所述的分离回收设备，其特征在于，所述分离箱远离其开口的一端设置有沿远离所述开口的方向逐渐收窄的锥形部，所述锥形部的尖端与所述排料口相接。

4.根据权利要求3所述的分离回收设备，其特征在于，所述超声装置包括超声换能器以及超声频电源，所述超声换能器固定设置于所述锥形部的外壁，且与所述超声频电源电连接。

5.根据权利要求4所述的分离回收设备，其特征在于，所述超声换能器沿所述分离箱的侧壁周向分布有多个。

6.根据权利要求1所述的分离回收设备，其特征在于，所述分离箱的侧壁固定设置有液体补充阀门，所述液体补充阀门与所述第一容置部连通。

7.根据权利要求1所述的分离回收设备，其特征在于，所述分离回收设备还包括升降卸料装置，所述升降卸料装置至少与所述筛斗活动连接，以将所述筛斗固定于所述第一容置部内的选定位置或移动至所述第一容置部开口外并执行倾斜卸料动作。

8.根据权利要求7所述的分离回收设备，其特征在于，所述升降卸料装置包括导轨和驱动单元，所述导轨部分固设于所述分离箱的内壁并沿所述分离箱的深度方向延伸，其余部分突出于所述分离箱的开口并向远离所述分离箱的水平方向弯曲延伸；

所述驱动单元分别与所述分离箱和筛斗传动连接，以驱动所述筛斗沿所述导轨的延伸方向运动。

9.根据权利要求8所述的分离回收设备，其特征在于，所述驱动单元包括固定在分离箱外部的两个驱动电机以及与所述驱动电机传动连接的导链，且所述导链与筛斗传动连接，所述驱动电机能够驱动所述导链沿所述分离箱的深度方向运动。

10.根据权利要求9所述的分离回收设备，其特征在于，所述驱动单元还包括转动连接于导轨两端上的齿轮，所述导链与齿轮咬合连接并与所述驱动电机连接。