CN216850063U - 废旧锂离子电池电解液安全回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种废旧锂离子电池电解液安全回收装置，包括：干燥箱，用于干燥含有电解液的锂离子电池碎片；冷凝器，用于与所述锂离子电池碎片干燥时产生的大量高温电解液蒸汽进行热交换，使所述电解液蒸汽冷凝后重新变成电解液；储水箱，存储有冷冻水，并通过管路将所述冷冻水引入所述冷凝器内循环流动；喷淋塔，用于中和冷凝回收处理后的剩余气体中的酸性物质；排气管，用于将净化后气体排入大气中。采用本实用新型废旧锂离子电池电解液安全回收装置，不仅现了废旧锂电池电解液的安全、高效回收，整个回收过程采用物理方法进行，不添加任何化工原料，不会产生二次污染，符合环保要求，同时回收出来的电解液由于未渗入杂质有利于二次利用。

Description

废旧锂离子电池电解液安全回收装置

技术领域

本实用新型属于废旧锂电池回收技术领域，特别涉及一种废旧锂离子电池电解液的回收装置。

背景技术

随着新能源汽车工业的蓬勃发展，大量的锂离子动力电池被生产和使用，锂电池的使用寿命一般在5-8年，越来越多的成规模的锂电池将面临退役、处理。

由于锂电池含有的镍、钴、锰、锂等有价金属，具有很高的回收价值，废旧锂电池被称为“城市矿山”。废旧锂离子电池中的电解液一般是吸附在多孔材料上，将电解液从电芯中分离处理成为难题。目前在现有的废旧锂电池矿物回收工艺中，大多将电解液燃烧作为废气排放，不能回收二次利用或回收后做集中处理。另外，电解液中含有大量的有机成分及氟元素，燃烧处理会产生氟化氢、二恶英等气体严重污染环境。

现有技术中有采用液氮冷冻方式回收电解液，虽然能够保证电解液回收的安全，但成本较高。

因此，有必要解决上述现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种废旧锂离子电池电解液安全回收装置，实现了锂电池电解液连续、高效回收且环保无污染。

本实用新型提供的废旧锂离子电池电解液安全回收装置，包括下述构件：

干燥箱，用于干燥含有电解液的锂离子电池碎片；

冷凝器，用于与所述锂离子电池碎片干燥时产生的大量高温电解液蒸汽进行热交换，使所述电解液蒸汽冷凝后重新变成电解液；

储水箱，存储有冷冻水，并通过管路将所述冷冻水引入所述冷凝器内循环流动；

喷淋塔，用于中和冷凝回收处理后的剩余气体中的酸性物质；

排气管，用于将净化后气体排入大气中。

可选地，所述冷凝器为具有封闭内腔的筒体，在所述内腔内，且沿所述筒体的轴线，呈规则排列有多根间隔设置的冷凝毛细管；所述内腔通过第一进水管和第一出水管与所述储水箱连通，使所述储水箱内存储的冷冻水沿各所述冷凝毛细管的外壁循环流动。

可选地，所述冷凝器的两端面为弧形弯曲面，所述冷凝器连接有导流管，与所述冷凝毛细管连通。

可选地，所述干燥箱内贯穿有用于将所述锂离子电池碎片送于所述干燥箱内的输送带。

可选地，在所述干燥箱与所述冷凝器之间，连接有滤尘器，所述滤尘器内设有耐高温过滤棉。

可选地，在所述滤尘器与所述冷凝器的连接的管路上设有泄爆元件。

可选地，所述喷淋塔和排气管之间设有用于除去气体中有害物质的过滤箱。

所述过滤箱内装有活性炭颗粒。

可选地，所述排气管管路上设有负压风机。

本实用新型还包括冷水机，所述冷水机通过第二进水管和第二出水管与所述储水箱连接形成循环回路。

本实用新型可将废旧锂电池碎片采用干燥箱使电解液分离形成气体，通过冷凝使电解液蒸汽冷凝后重新变成电解液集中回收，并通过后续提纯处理使剩余气体净化后排出，实现了对电解液的集中回收，整个装置结构简单，耐腐蚀性强，冷凝效果好，成本低，能够实现工业化生产。

采用本实用新型废旧锂离子电池电解液安全回收装置，不仅实现了废旧锂电池回收利用过程中对电解液的安全、高效回收，而且整个回收过程采用物理方法进行，不添加任何化工原料，不会产生二次污染，大大减轻后续环保设备的处理压力，符合环保要求，同时回收出来的电解液由于未渗入杂质有利于二次利用。

附图说明

图1为本实用新型实施例示意图；

图2为本实用新型实施例之冷凝器结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本实用新型实施例中的方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，或者是基于附图展示的位置而参考的，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不应该认为是具有限制性的。

图1提供了本实用新型废旧锂离子电池电解液安全回收装置实施例结构示意图。所述废旧锂离子电池电解液安全回收装置包括干燥箱3、冷凝器5、储水箱2、喷淋塔6，上述各构件之间通过管路依序连通，喷淋塔6连接排气管9；其中干燥箱3用于干燥经过前期处理后含有电解液的锂离子电池碎片32，干燥箱3内的高温可使锂离子电池碎片32上的电解液加热蒸发，连续产生大量高温电解液蒸发后的气体，使电解液从碎片上分离；所述冷凝器5与干燥箱3连通，锂离子电池碎片32干燥时产生的大量高温电解液蒸发气体进入冷凝器5内，与冷凝器5内进行热交换，使高温电解液气体迅速冷凝成液体；所述储水箱2存储有一定量的冷冻水21，通过第一进水管54和第一出水管55与冷凝器5连通，第一进水管54管路上设有冷凝泵53，冷冻水21在冷凝泵53的作用下通过进水管54进入冷凝器5，吸收进入冷凝器5中的干燥后蒸发的电解液高温气体中的热量，热交换完成后，在冷凝泵53的压力下进入第一出水管55，回到储水箱2内循环流动。电解液高温气体在冷凝器5内冷凝后重新形成电解液，并送入合适的容器保存，实现了锂离子电池电解液的连续冷凝回收。电解液气体经冷凝器5冷凝后，大部分气体重新变成电解液回收二次利用，剩余部分气体可通过管路进入喷淋塔6内。所述喷淋塔6内设有喷嘴，可将碱性溶液喷射于剩余部分气体上，以中和锂离子电池电解液气体中的氢氟酸等酸性物质，净化电解液气体，最后通过排气管9，将净化的气体排入大气中，完成锂离子电池电解液回收过程。

本实用新型采用干燥箱3对含有电解液的锂离子电池碎片32加热干燥，可使粘附在锂离子电池碎片32上的电解液蒸发形成气体，能够保证电解液从锂离子电池碎片32上彻底分离，然后通过冷凝器5冷凝方式使电解液气体变成液体由储水箱2收集，进一步通过喷淋塔6去除剩余部分气体中的有害物质，可避免气体中的有害物质挥发至外界，对人体和环境安全带来影响，不仅保证了锂离子电池电解液的安全、绿色回收，而且大幅提高了电解液的回收利用，减轻了后续环保设备的处理压力，也减少了锂离子电池电解液中多种废气对环境的危害，为电解液的二次利用及集中处理提供较好的条件。

参见图1和图2，本实用新型具体的结构实施例中，所述冷凝器5为具有封闭内腔56的筒体，筒体两端分别通过法兰10外接管路。在内腔56内，且沿筒体的轴线，呈规则排列有多根间隔设置的冷凝毛细管52，既可保证高效热交换，又可保证冷凝器5具有一定截面积内的较大通气量和过水量。所述冷凝毛细管52选用金属材质，管内壁采用喷涂铁氟龙工艺，使冷凝毛细管52能承受一定的高温，又可防止气体中氢氟酸对的冷凝毛细管52管壁的腐蚀，保证管道的耐用性，同时不会因为腐蚀反应产生新的气体及杂质，使回收后的电解液具有一定的纯度，并保证热交换高效进行，提高了冷凝效率与安全稳定性。所述内腔56通过第一进水管54和第一出水管55与储水箱2连通，储水箱2内的冷冻水21可经通过第一进水管54进入内腔56内，使得各冷凝毛细管52的外壁充满冷冻水21，沿各冷凝毛细管52的外壁循环流动，以降低冷凝毛细管52的温度，从冷凝毛细管52内穿入的高温电解液气体在冷凝毛细管52的内壁冷凝后，变成液体流出回收，完成热交换后的冷冻水21在冷凝泵53的压力下从第一出水管55流出，回到储水箱2内。

参见图2，所述冷凝器5的两端面57为弧形弯曲面，有利于从冷凝毛细管52流出的冷凝电解液下落，方便汇合收集。参见图1，所述冷凝器5出气端底部连接有导流管51，与冷凝毛细管52连通，导流管51可承接冷凝后的电解液，并将冷凝后的电解液引入回收容器内。

进一步地，冷凝器5在安装时可沿进气方向向下倾斜设置，使冷凝毛细管52呈一定的倾斜角排列，冷凝毛细管52的进气端高于出气端，这样有利于冷凝电解液向着出气端的导流管51方向流动，方便冷凝电解液汇入回收流管51，然后装入合适容器保存，实现连续冷凝回收锂电池电解液。

参见图1，本实用新型的结构实施例中，所述干燥箱3内贯穿有输送带31，所述干燥箱3内腔具有较长的通道，锂离子电池碎片32可放置于输送带31上，由输送带31送至干燥箱3内腔，在干燥箱3内的高温作用下，位于输送带31上的锂离子电池碎片32在移动过程中逐渐被加热，使粘附在锂离子电池碎片32上的电解液不断蒸发形成蒸汽(气体)，在负压风机8的作用下进入冷凝器5，干燥后蒸发完成的锂离子电池碎片32通过输送带31送出干燥箱3，碎片回收后进入后续程序。本实用新型采用干燥箱3与输送带31组合，可使破碎后含有电解液的锂离子电池碎片32通过输送带31进入干燥箱3内自动、连续、快速完成干燥蒸发过程，而且，还可以通过调节输送带31的输送速度和干燥箱3内的温度，调整锂离子电池碎片32上电解液蒸发完成时间，不仅可以保证电解液蒸发效果，提高电解液回收效率，还可适应不同尺寸的锂离子电池碎片32。

进一步地，在干燥箱3与冷凝器5之间，还连接有4滤尘器，所述干燥箱3通过进气管路43与滤尘器4连接，滤尘器4通过连接管45与冷凝器5连接。滤尘器4内设有耐高温过滤棉41，可使干燥箱3内蒸发的含电解液气体在进入冷凝器5之前先经过耐高温过滤棉41过滤，再进入冷凝器5，防止蒸发的含电解液气体中的粉尘进入冷凝器5内堵塞冷凝毛细管52，以保证冷凝毛细管52畅通以及连续冷凝过程中的高效性。

在滤尘器4与冷凝器5连通的连接管46管路上，还旁设有泄压管44，泄压管44的顶部设有泄爆元件42，所述泄爆元件42可以是泄爆阀。当管路压力较高时，可通过泄爆阀瞬间泄压，防止粉尘爆炸损伤设备及操作人员，保证锂离子电解液回收过程中的生产安全。

参见图1，本实用新型的结构实施例中，在所述喷淋塔6和排气管9之间连通的管路上，还设有过滤箱7，所述过滤箱7内装有活性炭颗粒，通过活性炭吸附过滤，可清除锂离子电池电解液气体中的重金属离子等有害物质及杂质，使剩余的电解液气体彻底净化，减少固废的排放，节省成本，经排气管9排出的气体更容易达到排放标准，保证大气不受污染。

在所述排气管9管路上还设有负压风机8，有利于加快喷淋、过滤净化后的气体气流的流通速度，使净化后的气体快速从排气管9排出。

参见图1，本实用新型结构实施例还包括冷水机1，所述冷水机1通过第二进水管11和第二出水管12与储水桶2连接形成循环回路。由于进入冷凝器5内的电解液蒸汽具有高温，冷冻水21进入冷凝器5热交换后温度大幅升高，回到储水箱2内后，使冷冻水21温度上升。设置冷水机1可使储水箱2内的冷冻水21通过第二进水管11进入冷水机1,通过冷水机1使冷冻水21强迫冷冻降温，降温后从第二出水管12再次进入储水箱2内，形成冷冻水21与冷凝器5热交换的循环回路，保证冷凝器5冷凝过程的连续性，整个过程封闭进行，均不产生中间废气废水，绿色环保。

本实用新型的上述实施例所示仅为本实用新型较佳实施例之部分，并不能以此局限本实用新型，在不脱离本实用新型精髓的条件下，本领域技术人员所作的任何修改、等同替换和改进等，都属本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种废旧锂离子电池电解液安全回收装置，其特征在于，包括：

干燥箱，用于干燥含有电解液的锂离子电池碎片；

冷凝器，用于与所述锂离子电池碎片干燥时产生的大量高温电解液蒸汽进行热交换，使所述电解液蒸汽冷凝后重新变成电解液；

储水箱，存储有冷冻水，并通过管路将所述冷冻水引入所述冷凝器内循环流动；

喷淋塔，用于中和冷凝回收处理后的剩余气体中的酸性物质；

排气管，用于将净化后气体排入大气中。

2.如权利要求1所述的废旧锂离子电池电解液安全回收装置，其特征在于，所述冷凝器为具有封闭内腔的筒体，在所述内腔内，且沿所述筒体的轴线，呈规则排列有多根间隔设置的冷凝毛细管；所述内腔通过第一进水管和第一出水管与所述储水箱连通，使所述储水箱内存储的冷冻水沿各所述冷凝毛细管的外壁循环流动。

3.如权利要求2所述的废旧锂离子电池电解液安全回收装置，其特征在于，所述冷凝器的两端面为弧形弯曲面，所述冷凝器连接有导流管，与所述冷凝毛细管连通。

4.如权利要求1所述的废旧锂离子电池电解液安全回收装置，其特征在于，所述干燥箱内贯穿有用于将所述锂离子电池碎片送于所述干燥箱内的输送带。

5.如权利要求1所述的废旧锂离子电池电解液安全回收装置，其特征在于，在所述干燥箱与所述冷凝器之间，连接有滤尘器，所述滤尘器内设有耐高温过滤棉。

6.如权利要求5所述的废旧锂离子电池电解液安全回收装置，其特征在于，在所述滤尘器与所述冷凝器的连接的管路上设有泄爆元件。

7.如权利要求1所述的废旧锂离子电池电解液安全回收装置，其特征在于，所述喷淋塔和排气管之间设有用于除去气体中有害物质的过滤箱。

8.如权利要求7所述的废旧锂离子电池电解液安全回收装置，其特征在于，所述过滤箱内装有活性炭颗粒。

9.如权利要求1所述的废旧锂离子电池电解液安全回收装置，其特征在于，所述排气管管路上设有负压风机。

10.如权利要求1-9任一项所述的废旧锂离子电池电解液安全回收装置，其特征在于，还包括冷水机，所述冷水机通过第二进水管和第二出水管与所述储水箱连接形成循环回路。

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