一种废旧锂电池的回收设备及回收方法技术

本发明专利技术公开了一种废旧锂电池的回收设备及回收方法，其技术方案：包括放电池、清水池、依次连接的输送装置、破碎装置、加热搅拌装置、第一分离装置、冷却搅拌装置、第二分离装置布袋除尘器以及排风机，放电池和清水池连接，锂电池通过输送装置进入破碎装置内进行金属破碎，本方案实现废旧锂电池的回收处理方法和设备，相较于传统机械破碎人工筛拣，可显著提高生产效率，对电芯组成材料自动且有效分离，提高废旧锂电池的资源化利用程度，杜绝传统生产中人工筛拣过程接触的有毒气体。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧锂电池的回收设备及回收方法
本专利技术涉及废旧锂电池的回收
，特别是一种废旧锂电池的回收设备及回收方法。
技术介绍
锂电池因具有电压高、比容量大和无记忆效应等优点，通常用作新能源电动汽车的动力源。锂电池主要由外壳、正极、负极、电解液与隔膜组成，正极通常是由活性材料(如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂等)、导电剂和黏合剂在溶剂中分散形成均匀胶状混合物，再涂布于铝箔上形成。其中，活性材料具有脱嵌锂离子的特性，决定了锂离子电池的电压和能量密度等基本性能；导电剂通常为能够增加活性材料导电性的石墨类化合物。负极结构与正极类似，通常将碳粉粘结于铜箔上形成。锂电池中包含高价值的钴、锂和镍等金属资源，通过对废旧锂电池进行回收，可将钴、锂、镍等有价金属进行提取，并循环再利用。该方式可规避上游原材料稀缺和价格波动风险的有效途径，经济效益显著。目前，废旧锂电池的回收，通常采用机械破碎方式，人工将电芯外壳、电池卷芯甚至电解液分拣并处理，该过程不能对电极组成材料进行有效分离，废旧锂电池资源化程度较低，甚至还存在员工健康风险。又如专利申请号201821348272.0，公开了一种废旧锂电池破碎分选装置，该装置没有对破碎后的锂电池中的粉末进行筛分，导致分离不全，降低了回收的质量。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种废旧锂电池的回收设备及回收方法，可对电芯组成材料进行自动且有效分离，有利于提高废旧锂电池的资源化利用程度。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现：一种废旧锂电池的回收设备，包括放电池、清水池、依次连接的输送装置、破碎装置、加热搅拌装置、第一分离装置、冷却搅拌装置、第二分离装置、布袋除尘器以及排风机，放电池和清水池连接，锂电池通过输送装置进入破碎装置内进行金属破碎。优选的：所述输送装置包括皮带输送机和斗式提升机，皮带输送机和斗式提升机一侧连接，破碎装置包括金属撕碎机、金属破碎机和第一螺旋输送机，斗式提升机另一侧与金属撕碎机入口连接，金属撕碎机出口与金属破碎机入口密封连接，金属破碎机出口与第一螺旋输送机一侧连接。优选的：加热搅拌装置包括卧式加热搅拌机、第一缓存料斗和第二螺旋输送机，第一螺旋输送机另一侧与卧式加热搅拌机入口连接，卧式加热搅拌机下侧安装第一缓存料斗。优选的：第一分离装置包括第一风选机、单筒磁选机、第二缓存料斗和第三螺旋输送机，第一缓存料斗通过第二螺旋输送机与第一风选机连接，第一风选机分别与单筒磁选机及第二缓存料斗连接，第二缓存料斗与第二螺旋输送机连接。优选的：第一风选机设置有四个出料口。优选的：冷却搅拌装置包括高温回转炉、卧式冷却搅拌机、第四螺旋输送机、第二缓存料斗通过第三螺旋输送机与高温回转炉连接，高温回转炉出口与卧式冷却搅拌机入口连接，卧式冷却搅拌机出口与第四螺旋输送机连接。优选的：第二分离装置包括依次连接的锤片式破碎机、旋风分离器、旋振筛以及第二风选机，所述第四螺旋输送机与锤片式破碎机入口连接。优选的：所述第一螺旋输送机、第二螺旋输送机、第三螺旋输送机以及第四螺旋输送机均采用全封闭输送机。一种废旧锂电池的回收方法，包括以下步骤：S1、将废旧锂电池浸入放电池，放电池内部为5％～20％盐水溶液，进行安全放电1～4h且进入清水池进行清洗沥干；S2、将废旧锂电池电芯通过皮带输送机和斗式提升机输送至金属撕碎机，金属撕碎机一次破碎废旧锂电池电芯至20～50mm，得到电芯混合碎片，金属撕碎机通入氮气隔氧防水，撕碎后抽离尾气至尾气处理系统；S3、排放物料至金属破碎机，进行二次破碎电芯混合碎片至5～10mm，得到所需尺寸的电芯混合碎片，金属破碎机通入氮气隔氧防水，破碎后抽离尾气至尾气处理系统；S4、电芯混合碎片通过第一螺旋输送机输送至卧式加热搅拌机，卧式加热搅拌机进行搅拌加热电芯混合碎片至80～100℃，并通入适量水蒸汽用于水解LiPF6等电解液锂盐，搅拌加热电芯混合碎片至200～300℃，蒸发电解液溶剂和水蒸汽，得到固体混合碎片；分解蒸发后抽离尾气至尾气处理系统，剩余固体物质排放至第一缓存料斗缓存；S5、固体混合碎片通过第二螺旋输送机输送至第一风选机，第一风选机风力分选固体混合碎片，分选风速为1～3m/s，分离轻质的隔膜塑料碎片和钢壳铝壳；S6、重质的铝壳和钢壳排出至单筒磁选机进行分选，磁场强度为2000～10000Gs，分离无磁的铝壳和有磁的钢壳；S7、通过第二缓存料斗用于转移输送正负极极片碎片，中质的正负极极片碎片通过第三螺旋输送机输送至高温回转炉，高温回转炉热解极片碎片至300～500℃，得到热解混合碎片，进一步高温回转炉内通入氮气隔氧和均衡气压，尾气抽离高温回转炉至尾气处理系统；S8、卧式冷却搅拌机冷却热解混合碎片至室温，室温热解混合碎片通过第四螺旋输送机输送至锤片式破碎机；S9、锤片式破碎机三次破碎热解混合碎片至1～2mm，得到固体混合颗粒；S10、固体混合颗粒通过旋风分离器输送至旋振筛，同时分离粉尘，旋振筛分选固体混合颗粒，筛孔选用0.5～1mm，分离小颗粒活性材料，得到大颗粒铜箔和铝箔；S11、进一步通过第二风选机风力分选大颗粒铜箔和铝箔，分选风速为0.5～1m/s，分离轻质的铝箔颗粒，得到重质的铜箔颗粒；S12、各个破碎和分选过程连接布袋除尘器收集粉尘，活性材料粉尘通过布袋除尘器除尘并分离，干净尾气通过排风机排入高空大气。本专利技术具有有益效果为：通过将废旧锂电池电芯破碎处理，对电芯组成材料自动且有效分离，相较于传统机械破碎人工筛拣，可显著提高生产效率，有利于提高废旧锂电池的资源化利用程度，杜绝传统生产中人工筛拣过程接触的有毒气体。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；附图标记：1-放电池；2-清水池；3-皮带输送机；4-斗式提升机；5-金属撕碎机；6-金属破碎机；7-氮气；8-尾气处理系统；9-第一螺旋输送机；10-卧式加热搅拌机；11-水蒸汽；12-第一缓存料斗；13-第二螺旋输送机；14-第一风选机；15-单筒磁选机；16-第二缓存料斗；17-螺旋输送机3；18-高温回转炉；19-卧式冷却搅拌机；20-第四螺旋输送机；21-锤片式破碎机；22-旋风分离器；23-旋振筛；24-第二风选机；25-布袋除尘器；26-排风机。具体实施方式结合附图，对本专利技术较佳实施例做进一步详细说明。实施例一、如图1所述的一种废旧锂电池的回收设备，包括放电池1、清水池2、依次连接的输送装置、破碎装置、加热搅拌装置、第一分离装置、冷却搅拌装置、第二分离装置布袋除尘器25以及排风机26，放电池1和清水池2连接，锂电池通过输送装置进入破碎装置内进行金属破碎。所述输送装置包括皮带输送机3和斗式提升机4，皮带输送机3和斗式提升机4一侧连接，破碎装置包括金属撕碎机5、金属破碎机6和第一螺旋输送机9，斗式提升机4另一侧与金属撕碎机5入口连接，金属撕碎机5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧锂电池的回收设备，其特征在于：包括放电池、清水池、依次连接的输送装置、破碎装置、加热搅拌装置、第一分离装置、冷却搅拌装置、第二分离装置、布袋除尘器以及排风机，放电池和清水池连接，锂电池通过输送装置进入破碎装置内进行金属破碎。/n

【技术特征摘要】
1.一种废旧锂电池的回收设备，其特征在于：包括放电池、清水池、依次连接的输送装置、破碎装置、加热搅拌装置、第一分离装置、冷却搅拌装置、第二分离装置、布袋除尘器以及排风机，放电池和清水池连接，锂电池通过输送装置进入破碎装置内进行金属破碎。


2.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池的回收设备，其特征在于：所述输送装置包括皮带输送机和斗式提升机，皮带输送机和斗式提升机一侧连接，破碎装置包括金属撕碎机、金属破碎机和第一螺旋输送机，斗式提升机另一侧与金属撕碎机入口连接，金属撕碎机出口与金属破碎机入口密封连接，金属破碎机出口与第一螺旋输送机一侧连接。


3.根据权利要求2所述的一种废旧锂电池的回收设备，其特征在于：加热搅拌装置包括卧式加热搅拌机、第一缓存料斗和第二螺旋输送机，第一螺旋输送机另一侧与卧式加热搅拌机入口连接，卧式加热搅拌机下侧安装第一缓存料斗。


4.根据权利要求3所述的一种废旧锂电池的回收设备，其特征在于：第一分离装置包括第一风选机、单筒磁选机、第二缓存料斗和第三螺旋输送机，第一缓存料斗通过第二螺旋输送机与第一风选机连接，第一风选机分别与单筒磁选机及第二缓存料斗连接，第二缓存料斗与第二螺旋输送机一侧连接，第二螺旋输送机另一侧与冷却搅拌装置连接。


5.根据权利要求4所述的一种废旧锂电池的回收设备，其特征在于：第一风选机设置有四个出料口。


6.根据权利要求4或5所述的一种废旧锂电池的回收设备，其特征在于：冷却搅拌装置包括高温回转炉、卧式冷却搅拌机、第四螺旋输送机、第二缓存料斗通过第三螺旋输送机与高温回转炉连接，高温回转炉出口与卧式冷却搅拌机入口连接，卧式冷却搅拌机出口与第四螺旋输送机连接。


7.根据权利要求6所述的一种废旧锂电池的回收设备，其特征在于：第二分离装置包括依次连接的锤片式破碎机、旋风分离器、旋振筛以及第二风选机，所述第四螺旋输送机与锤片式破碎机入口连接。


8.根据权利要求7所述的一种废旧锂电池的回收设备，其特征在于：所述第一螺旋输送机、第二螺旋输送机、第三螺旋输送机以及第四螺旋输送机均采用全封闭输送机。


9.一种废旧锂电池的回收方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凤满，万书径，周罡，
申请(专利权)人：浙江中合天空科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33