CN217570149U - 一种锂离子电池回收预处理一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池回收预处理一体化装置，包括进料仓、箱体和制冷系统，箱体的上表面开设有第二进料口，进料仓通过第二进料口与箱体连接。所述箱体从上至下包括冷冻仓、破碎仓、筛分仓和出料仓。制冷系统与冷冻仓连接，用于对冷冻仓进行制冷；锂离子电池经过冷冻仓后进入破碎仓进行破碎，再进入筛分仓进行粗细筛分，筛分后的物料进入出料仓，再进行出料。本实用新型装置能对退役锂离子电池进行全部预处理，包括冷却、破碎、分选、废气处理装置进行一体化设计，通过增加带有制冷系统的冷冻仓减少了退役动力电池带电破碎的风险，省去了放电步骤，大大提高了回收电池就地预处理的效率。

Description

一种锂离子电池回收预处理一体化装置

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池回收与资源化利用技术领域，尤其涉及一种锂离子电池回收预处理一体化装置。

背景技术

“双碳”战略行动计划推动了新能源电动汽车的发展，随之而来的动力锂离子电池的装机量激增。统计数据显示，2021年动力锂离子电池的装机量达到了154.5GWh，装机量增长率达到了142.92%，以此速度增长，锂离子电池的装机量很快就会突破TWh，届时作为新能源汽车的核心部件的锂离子电池的退役量也会以惊人的速度增长。报废的动力锂离子电池一般是指电池容量低于80%的电池，这些带电的废电池如果得不到妥善的处理，一方面存在安全隐患和环境污染的风险，另一方面，动力锂离子电池中含有镍、钴、锂等稀有金属资源的得不到循环利用造成了巨大的资源浪费。

目前，对动力锂离子电池的再生利用技术主要包括火法冶金和湿法冶金，火法冶金不需要预处理步骤，但是能耗高，且产物为金属合金，一般需要进一步湿法分离提纯才能得到钴、镍等高纯度化合物，且锂的回收率低；湿法冶金是目前使用较多的处理技术，一般需要配合前面的预处理技术，包括放电、破碎、筛分等，这些步骤直接关系着湿法冶金的提纯效率。所以针对退役锂离子电池进行回收处理进行的预处理一体化装置设计具有重要的意义。目前锂离子电池回收及预处理过程中存在的主要问题如下:

1、带电的退役锂离子电池运输过程中需要安全保护措施，否则存在的安全隐患，且运输成本高；

2、预处理过程相对分散，缺少集成一体化装备；

3、带电的退役锂离子电池需要进行放电处理，放电过程耗时长；

4、破碎过程中飞溅的金属碎片及气体直接排放对人体健康不利。

针对以上问题，对传统的废旧锂离子电池的预处理过程进行了改进和优化。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种锂离子电池回收预处理一体化装置，以解决上述背景技术中提到的锂离子电池回收和预处理过程中存在的问题，实现退役锂离子电池的破碎和筛分等预处理过程一体化处理。

本实用新型的一种锂离子电池回收预处理一体化装置，包括进料仓、箱体和制冷系统，箱体的上表面开设有第二进料口，进料仓通过第二进料口与箱体连接。

所述箱体从上至下包括冷冻仓、破碎仓、筛分仓和出料仓。制冷系统与冷冻仓连接，用于对冷冻仓进行制冷；带电锂离子电池从进料仓进入冷冻仓，经冷冻仓降温后进入破碎仓进行破碎，再进入筛分仓进行粗细筛分，筛分后的物料进入出料仓，再进行出料。通过增加带有制冷系统的冷冻仓减少了退役动力电池带电破碎的风险，省去了放电步骤。

进一步的，一种锂离子电池回收预处理一体化装置，还包括废气处理系统，气体净化装置与破碎仓连接，用于对破碎过程中产生的废气净化处理。

进一步的，所述进料仓包括位于上端的第一进料口和位于下端的第一出料口，在第一出料口设置有出料口密封板和自动开合铰链，出料口密封板与自动开合铰链相接，当进料完成后，出料口密封板自动回弹密封。

进一步的，所述制冷系统包括制冷机、冷气喷头、调节阀和冷气输气管，所述冷气喷头为多个，冷气喷头设置在冷冻仓中，且通过冷气输气管与制冷机连接；调节阀设置在冷气输气管上，用于对进入冻仓中冷气补给大小的调节。

进一步的，冷冻仓与破碎仓之间设置有第一辅助导料板和第二辅助导料板，第一辅助导料板和第二辅助导料板相互对称的固定设置在冷冻仓的两个侧壁上，第一辅助导料板和第二辅助导料板之间存在间隔，形成第二出料口，第一辅助导料板和第二辅助导料板结构相同，均为楔形结构。

进一步的，所述破碎仓包括主破碎装置和辅助破碎齿轮。主破碎装置包括两个主破碎滚轮，两个主破碎滚轮由电机驱动，相向运动，破碎物料，辅助破碎齿轮设置在破碎仓的内侧壁上，与主破碎滚轮配合，辅助破碎。

破碎仓与筛分仓之间设置有第三辅助导料板，第三辅助导料板的一端固定设置在箱体内壁上，另一端与箱体内壁存在间隔，形成第三出料口，第三辅助导料板为楔形结构，在破碎仓中破碎后，物料经第三出料口到达筛分仓。

进一步的，所述废气处理系统包括集灰斗、废气净化主体、废气收集口和排气口。

废气收集口设置在破碎仓中，且废气收集口与废气净化主体相连接，用于收集破碎仓中的废气，废气进入净化主体经净化后由排气口排出。

进一步的，所述筛分仓包括细筛分网格板、粗筛分网格板和振动装置；

细筛分网格板位于第三出料口的下方，固定设置在箱体内壁上，细筛分网格板的末端连接粗筛分网格板，粗筛分网格板的末端呈弧形结构，便于出料，细筛分网格板和粗筛分网格板均倾斜设置；粗筛分网格板的筛孔孔径大于细筛分网格板；振动装置设置在细筛分网格板的下表面，在振动装置的辅助下进行二级筛分，筛分后不同粒径的物料进入不同物料的收料车中回收备用。

进一步的，出料仓中依次设置有第一收料车、第二收料车和第三收料车，第一收料车位于细筛分网格板下方，经细筛分网格板筛选后的物料落入第一收料车；第二收料车位于粗筛分网格板下方，经第二收料车筛选的物料进入第二收料车，经粗筛分网格板末端掉落的物料进入第三收料车，减少后续处理量。

有益效果：本实用新型将退役动力锂离子电池的预处理过程集成一体化设置，通过增加带有制冷系统的冷冻仓减小了退役动力电池带电破碎的风险，省去了放电步骤，大大提高了回收电池就地预处理的效率；装置内部结构简单、功能齐全，一体化设计体积小，易于撬装化，实现了退役锂离子电池回收后的就地预处理，能降低带电锂离子电池回收的运输成本，解决了运输过程中存在的安全隐患，实用性强。

附图说明

图1是一种锂离子电池回收预处理一体化装置整体结构示意图；

其中：1、进料仓；101、第一进料口；102、第一出料口；103、出料口密封板；104、自动开合铰链；2、箱体；3、制冷系统；301、制冷机；302、冷气喷头；303、调节阀；304、冷气输气管；4、废气处理系统；401、集灰斗；402、废气净化主体；403、废气收集口；404、排气口；210、第二进料口；220、冷冻仓；221、第一辅助导料板；222、第二辅助导料板；223、第二出料口；230、破碎仓、231、主破碎装置；232、辅助破碎齿轮；233、第三辅助导料板；234、第三出料口；240、筛分仓；241、细筛分网格板；242、粗筛分网格板；243、振动装置；250、出料仓；251、第一收料车；252、第二收料车；253、第三收料车；254、滑轮；260、万向轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，一种锂离子电池回收预处理一体化装置，包括进料仓1、箱体2、制冷系统3和废气处理系统4，箱体2的上表面开设有第二进料口210，进料仓1通过第二进料口210与箱体2连接，箱体2下表面设置有万向轮260，所述万向轮260带刹车，便于装置的移动和稳定。

所述箱体2从上至下包括冷冻仓220、破碎仓230、筛分仓240和出料仓250。制冷系统3与冷冻仓220连接，用于对冷冻仓220进行制冷；气体净化装置与破碎仓230连接，用于对破碎过程中产生的废气净化处理。

锂离子电池经过冷冻仓220后进入破碎仓230进行破碎，再进入筛分仓240进行粗细筛分，筛分后的物料进入出料仓250，再进行出料。

进料仓1为漏斗状，包括位于上端的第一进料口101和位于下端的第一出料口102，在第一出料口102设置有出料口密封板103和自动开合铰链104，出料口密封板103与自动开合铰链104相接，具备回弹功能，当进料完成后，出料口密封板103自动回弹密封。

制冷系统3包括制冷机301、冷气喷头302、调节阀303和冷气输气管304，所述冷气喷头302为多个，冷气喷头302设置在冷冻仓220中，且通过冷气输气管304与制冷机301连接；调节阀303设置在冷气输气管304上，用于对进入冻仓中冷气补给大小的调节。冷气输气管304呈蛇形布置，所在的平面与水平面平行；制冷机301包括但不限于氮气制冷机301。

冷冻仓220与破碎仓230之间设置有第一辅助导料板221和第二辅助导料板222，第一辅助导料板221和第二辅助导料板222固定设置在冷冻仓220的两个侧壁上，第一辅助导料板221和第二辅助导料板222之间存在间隔，形成第二出料口223，第一辅助导料板221和第二辅助导料板222结构相同，均为楔形结构，斜面向上。锂离子电池进入冷冻仓220后，经过第二出料口223到达破碎仓230。

破碎仓230包括主破碎装置231和辅助破碎齿轮232。主破碎装置231包括两个主破碎滚轮，两个主破碎滚轮由电机驱动，相向运动，破碎物料，辅助破碎齿轮232设置在破碎仓230的内侧壁上，与主破碎滚轮配合，辅助破碎。

破碎仓230与筛分仓240之间设置有第三辅助导料板233，第三辅助导料板233的一端固定设置在箱体2内壁上，另一端与箱体2内壁存在间隔，形成第三出料口234，第三辅助导料板233为楔形结构，在破碎仓230中破碎后，物料经第三出料口234到达筛分仓240。

废气处理系统4包括集灰斗401、废气净化主体402、废气收集口403和排气口404。废气收集口403设置在破碎仓230中，且废气收集口403与废气净化主体402相连接，用于收集破碎仓230中的废气，废气进入净化主体经净化后由排气口404排出，其余的灰料进入集灰斗401中收集清理。

所述筛分仓240包括细筛分网格板241、粗筛分网格板242和振动装置234；

细筛分网格板241位于第三出料口234的下方，固定设置在箱体2内壁上，细筛分网格板241的末端连接粗筛分网格板242，粗筛分网格板242的末端呈弧形结构，便于出料，细筛分网格板241和粗筛分网格板242均倾斜设置；粗筛分网格板242的筛孔孔径大于细筛分网格板241；振动装置234设置在细筛分网格板241的下表面。

出料仓250中依次设置有第一收料车251、第二收料车252和第三收料车253，每个收料车下方均设置有滑轮254，便于收集物料的运输；第一收料车251位于细筛分网格板241下方，经细筛分网格板241筛选后的物料落入第一收料车251；第二收料车252位于粗筛分网格板242下方，经第二收料车252筛选的物料进入第二收料车252，经粗筛分网格板242末端掉落的物料进入第三收料车253，出料仓250的侧面开设有第四出料口，定期将第一收料车、第二收料车和第三收料车经第四出料口拖出清理。

本实用新型一种锂离子电池回收预处理一体化装置的工作过程如下：回收后带电的锂离子电池经从进料仓1进入冷冻仓220，第一出料口102的密封板回弹关闭，物料在冷冻仓220中由制冷系统3输送的冷冻剂进行降温冷冻，保证破碎的安全性；冷冻后的物料进入破碎仓230破碎，主破碎装置231和辅助破碎齿轮232将废旧锂离子电池破碎成碎片后，破碎产生的废气经废气处理系统4处理后排放，破碎物料经第三出料口234进入筛分仓240，在振动装置234的辅助下进行二级筛分，根据粒径的大小将电池破碎产物进行筛分，分别进入第一收料车251、第二收料车252和第三收料车253。

Claims (9)

1.一种锂离子电池回收预处理一体化装置，其特征在于，包括进料仓、箱体和制冷系统，箱体的上表面开设有第二进料口，进料仓通过第二进料口与箱体连接；

所述箱体从上至下包括冷冻仓、破碎仓、筛分仓和出料仓；

制冷系统与冷冻仓连接，用于对冷冻仓进行制冷；

锂离子电池经过冷冻仓后进入破碎仓进行破碎，再进入筛分仓进行粗细筛分，筛分后的物料进入出料仓，再进行出料。

2.根据权利要求1所述一种锂离子电池回收预处理一体化装置，其特征在于，还包括废气处理系统，气体净化装置与破碎仓连接，用于对破碎过程中产生的废气净化处理。

3.根据权利要求1所述一种锂离子电池回收预处理一体化装置，其特征在于，所述进料仓包括位于上端的第一进料口和位于下端的第一出料口，在第一出料口设置有出料口密封板和自动开合铰链，出料口密封板与自动开合铰链相接，当进料完成后，出料口密封板自动回弹密封。

4.根据权利要求1所述一种锂离子电池回收预处理一体化装置，其特征在于，所述制冷系统包括制冷机、冷气喷头、调节阀和冷气输气管，所述冷气喷头为多个，冷气喷头设置在冷冻仓中，且通过冷气输气管与制冷机连接；调节阀设置在冷气输气管上，用于对进入冻仓中冷气补给大小的调节。

5.根据权利要求1所述一种锂离子电池回收预处理一体化装置，其特征在于，冷冻仓与破碎仓之间设置有第一辅助导料板和第二辅助导料板，第一辅助导料板和第二辅助导料板相互对称的固定设置在冷冻仓的两个侧壁上，第一辅助导料板和第二辅助导料板之间存在间隔，形成第二出料口，第一辅助导料板和第二辅助导料板结构相同，均为楔形结构。

6.根据权利要求1所述一种锂离子电池回收预处理一体化装置，其特征在于，所述破碎仓包括主破碎装置和辅助破碎齿轮；主破碎装置包括两个主破碎滚轮，两个主破碎滚轮由电机驱动，相向运动，破碎物料，辅助破碎齿轮设置在破碎仓的内侧壁上，与主破碎滚轮配合，辅助破碎；

破碎仓与筛分仓之间设置有第三辅助导料板，第三辅助导料板的一端固定设置在箱体内壁上，另一端与箱体内壁存在间隔，形成第三出料口，第三辅助导料板为楔形结构，在破碎仓中破碎后，物料经第三出料口到达筛分仓。

7.根据权利要求2所述一种锂离子电池回收预处理一体化装置，其特征在于，所述废气处理系统包括集灰斗、废气净化主体、废气收集口和排气口；

废气收集口设置在破碎仓中，且废气收集口与废气净化主体相连接，用于收集破碎仓中的废气，废气进入净化主体经净化后由排气口排出。

8.根据权利要求1或6所述一种锂离子电池回收预处理一体化装置，其特征在于，所述筛分仓包括细筛分网格板、粗筛分网格板和振动装置；

细筛分网格板位于第三出料口的下方，固定设置在箱体内壁上，细筛分网格板的末端连接粗筛分网格板，粗筛分网格板的末端呈弧形结构，便于出料，细筛分网格板和粗筛分网格板均倾斜设置；粗筛分网格板的筛孔孔径大于细筛分网格板；振动装置设置在细筛分网格板的下表面。

9.根据权利要求8所述一种锂离子电池回收预处理一体化装置，其特征在于，出料仓中依次设置有第一收料车、第二收料车和第三收料车，第一收料车位于细筛分网格板下方，经细筛分网格板筛选后的物料落入第一收料车；第二收料车位于粗筛分网格板下方，经第二收料车筛选的物料进入第二收料车，经粗筛分网格板末端掉落的物料进入第三收料车。

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