一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备及工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备，包括机架、固定设置于机架上的密封腔体，密封腔体的底部固定设置有驱动电机，密封腔体的内部底面上转动设置有轴杆，轴杆的顶端固定安装有粉碎机构，轴杆上固定安装有位于粉碎机构正下方的筛分机构；机架的顶面一侧设置有制冷装置；机架的顶部设置有可向粉碎机构内自动喂料的上料机构，密封腔体的内壁上设置有嵌设于进料口内的输料通道；机架的顶面一侧设置有风选机构，机架的一侧设置有静电分离机构。本发明专利技术通过在低温条件使锂离子电池极片粘结剂玻璃化进而破碎，通过筛网筛分、风选分离和静电吸附三重分离方式实现粉碎物的分离和提纯收集，作业效率高，绿色环保，适用范围广。用范围广。用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备及工艺


[0001]本专利技术涉及废电池回收
，特别是涉及一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备及工艺。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车产业的迅速发展，大量的锂离子电池被报废，由于废旧锂离子电池蕴含多种战略资源如铜、铝、锂等，若不加以回收利用，会造成大量资源的浪费；此外，报废锂离子电池污染性大，电池极片表面材料与集流体由粘结剂(PVDF)粘结在一起，粘性强，分离回收再利用存在困难。目前，现有的回收技术多使用化学方法如湿法、火法等回收所需的铜、铝、锂等，其存在着成本高、高污染如废水、废气等问题。
[0003]因此，从降低成本、环境保护和资源利用等方面考虑，建立成本低、效率高、绿色的废旧锂离子电池极片表面材料回收工艺，并设计相应的设备，获得高价值的回收材料具有重要意义。有效解决大量废旧锂离子电池极片表面材料回收困难、污染性大、成本高的问题，有利于节约资源、保护环境，实现锂电池产业的可持续发展，已成为企业和社会必须面对和亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备及工艺，以解决废旧锂离子电池极片表面材料回收困难、污染性大、成本高的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：
[0006]一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备，包括机架、固定设置于机架上的密封腔体，所述密封腔体的底部固定设置有驱动电机，密封腔体的内部底面上转动设置有与驱动电机的输出轴端传动连接的轴杆，所述轴杆的顶端固定安装有位于密封腔体内的粉碎机构，轴杆上固定安装有位于粉碎机构正下方的筛分机构；
[0007]所述机架的顶面一侧设置有可保持密封腔体的内部温度低于
‑
38℃的制冷装置；
[0008]所述密封腔体的侧壁上开设有位于粉碎机构的进料位置上方的进料口，机架的顶部设置有可向粉碎机构内自动喂料的上料机构，上料机构的出料口与进料口之间相互靠近衔接或相互远离分开，密封腔体的内壁上设置有嵌设于进料口内的输料通道；
[0009]所述机架的顶面一侧设置有位于密封腔体底部外侧的风选机构，机架的一侧设置有与风选机构的排风口端连接的静电分离机构。
[0010]进一步的，所述粉碎机构包括固定连接有轴杆顶端的球磨罐体、放置于球磨罐体内的若干钢球、可分离地扣合于球磨罐体顶部端口上的罐盖，所述球磨罐体的侧壁上开设有若干排口径小于钢球直径的出料孔，所述密封腔体的内部顶面上固定设置有升降机构，所述罐盖转动连接于升降机构的底部动力执行端。
[0011]进一步的，所述升降机构包括固定连接于密封腔体内壁上的托板、固定安装于托板顶面上的升降气缸、固定连接于升降气缸底部输出轴端上的升降板，所述升降板的底面
转动连接有转动连接板，所述罐盖固定连接于转动连接板的底部。
[0012]进一步的，所述筛分机构包括滑动套接于轴杆颈部的筛网盘、固定安装于轴杆底端并位于密封腔体内部底面上方的接料盘，所述筛网盘和接料盘的外壁均与密封腔体的内壁滑动贴合，所述筛网盘的底面和接料盘的顶面之间设置有套设于轴杆外侧的震动弹簧，所述密封腔体的侧壁上分别开设有位于筛网盘侧方的第一排料口和位于接料盘侧方的第二排料口。
[0013]进一步的，所述筛网盘的上方活动设置有第一导料刮板，第一导料刮板的外侧颈部底端转动连接于第一排料口内，第一排料口上活动插接有位于密封腔体的外侧并位于第一导料刮板的外侧端部上方的第一排料密封门板；
[0014]所述接料盘的上方活动设置有第二导料刮板，第二导料刮板的外侧颈部底端转动连接于第二排料口内，第二排料口上活动插接有位于密封腔体的外侧并位于第二导料刮板的外侧端部上方的第二排料密封门板。
[0015]进一步的，所述密封腔体的内壁上固定连接有位于筛网盘上方的聚料斗，所述聚料斗为上、下通口的倒锥形壳体结构。
[0016]进一步的，所述上料机构包括固定设置于机架顶面上的推动气缸和位于推动气缸两侧的导轨，所述导轨上滑动连接有定位托板，定位托板的顶面固定设置有第一支架，第一支架的顶部固定安装有储料斗，储料斗的底部设置有倾斜的下料槽，下料槽的底部出料端位于进料口的侧方，所述储料斗的侧壁底部设置有震动电机，储料斗的侧壁上固定安装有隔断气缸，隔断气缸的输出轴端固定连接有滑动嵌设有位于下料槽顶部端口处的隔断门板。
[0017]进一步的，所述输料通道包括固定安装于机架顶面上的充气气缸、固定设置于密封腔体的内壁上并与进料口衔接的柔性折叠管道，所述柔性折叠管道的外侧套设有折叠气囊，折叠气囊的内部通过气管与充气气缸的出气端连接。
[0018]进一步的，所述静电分离机构包括第二支架、固定安装于第二支架顶部的静电箱、扣合连接与静电箱顶部的箱盖，所述箱盖的底面上设置有由若干个静电集尘网排列组成的静电集尘网组，静电箱的底部设置有沉降料斗，沉降漏斗的下方放置有集料箱。
[0019]还提供了一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的工艺，应用于所述的低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备，该工艺包括以下主要步骤：
[0020]S1、在上料机构中放入待回收处理的废旧锂离子电池极片，启动制冷装置工作，制冷装置向密封腔体内循环供应冷空气，使密封腔体的内部温度达到低于
‑
38℃并保持；
[0021]S2、密封腔体内的温度达到
‑
38℃之后，粉碎机构中的升降机构启动工作，将罐盖向上提起而使球磨罐体的顶部端口处于开放状态；
[0022]S3、输料通道启动工作，使进料口与球磨罐体的顶部端口连通；
[0023]S4、上料机构启动工作，水平移动并靠近密封腔体，上料机构的出料口与进料口衔接，自动将存储的待回收处理的废旧锂离子电池极片释放，废旧锂离子电池极片进入进料口，进而通过输料通道送入球磨罐体内；
[0024]S5、上料机构停止释放待回收处理的废旧锂离子电池极片，并反向水平移动复位，输料通道反向动作复位；
[0025]S6、粉碎机构中的升降机构反向工作，将罐盖向下推动而扣合在球磨罐体的顶部
端口上；
[0026]S7、驱动电机工作，驱动球磨罐体高速转动，球磨罐体内的钢球对废旧锂离子电池极片反复撞击而使废旧锂离子电池极片的表面材料破碎而从废旧锂离子电池极片的表面剥离；
[0027]S8、破碎后的废旧锂离子电池极片的表面材料从球磨罐体上的出料孔排出，落入筛分机构内，经筛分机构处理后，实现大粒径集流体破碎产物与小粒径表面材料粉末的初步筛分，大粒径集流体破碎产物留置在筛分机构上部，混合有较多集流体粉末的小粒径表面材料粉末继续落入筛分机构底部；
[0028]S9、风选机构工作，利用极片中集流体与表面材料的密度差异，实现小粒径表面材料粉末中混杂的集流体粉末的二次筛分，集流体粉末沉积于筛分机构的底部，混合有少量集流体粉末的表面材料粉末被风选机构送出至静电分离机构；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备，其特征在于：包括机架(1)、固定设置于机架(1)上的密封腔体(2)，所述密封腔体(2)的底部固定设置有驱动电机(10)，密封腔体(2)的内部底面上转动设置有与驱动电机(10)的输出轴端传动连接的轴杆(11)，所述轴杆(11)的顶端固定安装有位于密封腔体(2)内的粉碎机构(6)，轴杆(11)上固定安装有位于粉碎机构(6)正下方的筛分机构(7)；所述机架(1)的顶面一侧设置有可保持密封腔体(2)的内部温度低于
‑
38℃的制冷装置(3)；所述密封腔体(2)的侧壁上开设有位于粉碎机构(6)的进料位置上方的进料口(21)，机架(1)的顶部设置有可向粉碎机构(6)内自动喂料的上料机构(8)，上料机构(8)的出料口与进料口(21)之间相互靠近衔接或相互远离分开，密封腔体(2)的内壁上设置有嵌设于进料口(21)内的输料通道(4)；所述机架(1)的顶面一侧设置有位于密封腔体(2)底部外侧的风选机构(9)，机架(1)的一侧设置有与风选机构(5)的排风口端连接的静电分离机构(5)。2.根据权利要求1所述的一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备，其特征在于：所述粉碎机构(6)包括固定连接有轴杆(11)顶端的球磨罐体(601)、放置于球磨罐体(601)内的若干钢球、可分离地扣合于球磨罐体(601)顶部端口上的罐盖(602)，所述球磨罐体(601)的侧壁上开设有若干排口径小于钢球直径的出料孔，所述密封腔体(2)的内部顶面上固定设置有升降机构(603)，所述罐盖(602)转动连接于升降机构(603)的底部动力执行端。3.根据权利要求2所述的一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备，其特征在于：所述升降机构(603)包括固定连接于密封腔体(2)内壁上的托板(6031)、固定安装于托板(6031)顶面上的升降气缸(6032)、固定连接于升降气缸(6032)底部输出轴端上的升降板(6033)，所述升降板(6033)的底面转动连接有转动连接板(6034)，所述罐盖(602)固定连接于转动连接板(6034)的底部。4.根据权利要求2或3所述的一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备，其特征在于：所述筛分机构(7)包括滑动套接于轴杆(11)颈部的筛网盘(701)、固定安装于轴杆(11)底端并位于密封腔体(2)内部底面上方的接料盘(702)，所述筛网盘(701)和接料盘(702)的外壁均与密封腔体(2)的内壁滑动贴合，所述筛网盘(701)的底面和接料盘(702)的顶面之间设置有套设于轴杆(11)外侧的震动弹簧(703)，所述密封腔体(2)的侧壁上分别开设有位于筛网盘(701)侧方的第一排料口(22)和位于接料盘(702)侧方的第二排料口(23)。5.根据权利要求4所述的一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备，其特征在于：所述筛网盘(701)的上方活动设置有第一导料刮板(705)，第一导料刮板(705)的外侧颈部底端转动连接于第一排料口(22)内，第一排料口(22)上活动插接有位于密封腔体(2)的外侧并位于第一导料刮板(705)的外侧端部上方的第一排料密封门板(223)；所述接料盘(702)的上方活动设置有第二导料刮板(706)，第二导料刮板(706)的外侧颈部底端转动连接于第二排料口(23)内，第二排料口(23)上活动插接有位于密封腔体(2)的外侧并位于第二导料刮板(706)的外侧端部上方的第二排料密封门板(233)。6.根据权利要求4所述的一种低温回收废旧锂离子电池极片表面材料的设备，其特征在于：所述密封腔体(2)的内壁上固定连接有位于筛网盘(701)上方的聚料斗(704)，所述聚
料斗(704)为上、下通口的倒锥形壳体结构。7.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱华炳，张春晨，汪磊，柏宇轩，胡孔元，吴仲伟，卫道柱，何齐齐，陈淳，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：