技術領域

本發(fā)明屬于電池回收處理技術領域，具體涉及一種用于鋰離子電池正、負極材料的回收裝置。

背景技術：

鋰離子電池具有能量密度高、質(zhì)量輕、放電電壓平穩(wěn)、循環(huán)壽命長且無記憶效應等優(yōu)點，已逐步走向市場，并大量應用于現(xiàn)代電子設備、儲備電源、電動汽車等領域。隨著電動汽車市場的不斷發(fā)展，鋰離子電池的需求量也會不斷增大，尤其在我國鋰離子電池的發(fā)展更為迅速。據(jù)有關報道，幾年以后我國將每年有成千上萬噸的鋰電池報廢，如果不對其進行處理，將會造成較大的環(huán)境污染。如何有效回收鋰電池材料是一個急需解決的問題。

目前比較成熟的回收技術一般是先進行失效模組的拆解，將模組拆解成單體后進行放電處理，然后進行殼體、內(nèi)芯、蓋板之間的分離，其次進行卷芯內(nèi)隔膜與陰陽極片的分離，最后再分別對陰極片、陽極片進行處理得到有價值的資源。其中為便于陰極材料或陽極材料后續(xù)的處理回收，同時也為了對金屬集流體的回收。由于正、負極片都是通過機粘結(jié)劑將活性物質(zhì)粘附在金屬集流體上的，目前一般的回收技術都會首先將集流體與陰陽極材料分開，這種處理方式既易于后續(xù)對陰陽極材料進行提純回收，又可實現(xiàn)對箔材金屬較便捷的回收。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種用于鋰離子電池正、負極材料的回收裝置。

一種用于鋰離子電池正、負極材料的回收裝置，包括分離攪拌器和儲液池，所述分離攪拌器包括筒體，所述筒體上分別開設有入料口、出料口和回料口，所述筒體的筒壁內(nèi)側(cè)設有超聲振動器、筒壁外部套設有加熱器；所述筒體的頂端設有攪拌電機，所述攪拌電機的輸出軸與設于筒體內(nèi)部中心位置的中心軸連接；所述中心軸上固設有框形攪拌器；所述分離攪拌器的出料口通過過濾裝置和儲液池連接，所述儲液池的出液端通過輸液管與分離攪拌器的回料口連接。

進一步方案，所述過濾裝置與儲液池之間設有真空泵。

進一步方案，所述過濾裝置包括分別與分離攪拌器、真空泵連通的殼體，所述殼體中部按出水方向依次設有粗網(wǎng)層、PP棉層、活性炭層和納濾層，位于粗網(wǎng)層進水端的殼體底端設有帶蓋的出渣口。

進一步方案，所述框形攪拌器的內(nèi)壁上固設有折角擋板，所述中心軸的底端固設有乳化頭。

進一步方案，所述出料口上設有出料閥，所述儲液池的出口設有出液閥。

進一步方案，所述分離攪拌器的筒體架設在升降臺上，通過升降電機驅(qū)動分離攪拌器沿升降臺進行升降運動。

進一步方案，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)的輸出端分別與超聲振動器、加熱器、攪拌電機連接，實現(xiàn)自動振動、加熱和攪拌的目的。

本發(fā)明中框形攪拌器的內(nèi)壁上設有折角擋板，從而在攪拌過程中使溶液形成漩渦，攪拌更加充分；另外，設有乳化頭提高了剪切效率，從而形成強烈的機械及液力剪切、液層摩擦、撞擊撕裂，使物料能夠充分分散。

本發(fā)明的過濾裝置是由粗網(wǎng)層、PP棉層、活性炭層和納濾層這四層結(jié)構(gòu)組成，使溶液經(jīng)過本過濾裝置過濾后，過濾出的溶液更純凈，達到更好的循環(huán)再使用。其中粗網(wǎng)層用于阻擋片狀的極片，PP棉層用于阻擋大尺寸顆粒物，活性炭層用于吸附溶液中的異味，納濾層可過濾納米級別的顆粒物。

由于分離攪拌器工作時，其內(nèi)部的超聲振動器和框形攪拌器會發(fā)出較大的震動，從而會造成工作臺發(fā)生晃動，而影響其他部件如真空右泵的性能。所以本發(fā)明通過升降電機驅(qū)動分離攪拌器沿升降臺進行升降運動，即分離攪拌器在工作時將其升起脫離工作臺，而當其工作結(jié)束時又降到工作臺上進行加料、放料操作。

本發(fā)明利用加熱浸泡后的極片中活性材料和集流體之間的粘附性變差，在攪拌、振動過程中能夠徹底的分離，并利用過濾裝置的多層過濾，可分別收集活性材料和集流體。另外，本發(fā)明中溶劑的是循環(huán)利用的，減少分離過程中廢液的產(chǎn)生。

本裝置操作方便，裝置自動化程度高，分離攪拌器是由超聲振動器、加熱器和攪拌器組成，可達到分離正、負極材料速度快、效果好的目的；過濾裝置采用多層過濾結(jié)構(gòu)，溶劑經(jīng)過濾后可直接循環(huán)使用，經(jīng)濟環(huán)保，適用于工業(yè)化生產(chǎn)中。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中的分離攪拌器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-控制系統(tǒng)，2-升降電機，3-分離攪拌器，3.1-入料口，3.2-攪拌電機，3.3-回料口，3.4-筒體，3.5-框形攪拌器，3.6-折角擋板，3.7-加熱器，3.8-出料閥，3.9-出料口，3.10-乳化頭，3.11-中心軸，3.12-超聲振動器；4-過濾裝置，4.1-出渣口，4.2-粗網(wǎng)層，4.3-PP棉層，4.4-活性炭層，4.5-納濾層；5-真空泵，6-儲液池，7-出液閥，8-輸液管，9-升降臺。

具體實施方式

如圖1所示，一種用于鋰離子電池正、負極材料的回收裝置，包括分離攪拌器3和儲液池6，如圖2所示，分離攪拌器3包括筒體3.4，所述筒體3.4上分別開設有入料口3.1、出料口3.9和回料口3.3，所述筒體3.4的筒壁內(nèi)側(cè)設有超聲振動器3.12、筒壁外部套設有加熱器3.7；所述筒體3.4的頂端設有攪拌電機3.2，所述攪拌電機3.2的輸出軸與設于筒體3.4內(nèi)部中心位置的中心軸3.11連接；所述中心軸3.11上固設有框形攪拌器3.5；所述分離攪拌器3的出料口3.9通過過濾裝置4和儲液池6連接，所述儲液池6的出液端通過輸液管8與分離攪拌器3的回料口3.3連接。

進一步方案，所述過濾裝置4與儲液池6之間設有真空泵5。

進一步方案，所述過濾裝置4包括分別與分離攪拌器3、真空泵5連通的殼體，所述殼體中部按出水方向依次設有粗網(wǎng)層4.2、PP棉層4.3、活性炭層4.4和納濾層4.5，位于粗網(wǎng)層4.2進水端的殼體底端設有帶蓋的出渣口4.1。

進一步方案，所述框形攪拌器3.5的內(nèi)壁上固設有折角擋板3.6，所述中心軸3.11的底端固設有乳化頭3.10。

進一步方案，所述出料口3.9上設有出料閥3.8，所述儲液池6的出口設有出液閥7。

進一步方案，所述分離攪拌器3的筒體3.4架設在升降臺9上，通過升降電機2驅(qū)動分離攪拌器3沿升降臺9進行升降運動。

進一步方案，還包括控制系統(tǒng)1，所述控制系統(tǒng)1的輸出端分別與超聲振動器3.12、加熱器3.7、攪拌電機3.2連接，實現(xiàn)自動振動、加熱和攪拌的目的。

其工作過程為：

先將鋰電池放電、切割拆解后的正、負極片進行機械粉碎，打開入料口3.1，向分離攪拌器3中倒入一定量的溶劑酸、堿或醇，然后再分別倒入正、負極碎片，由控制系統(tǒng)1開啟超聲振動器3.12和加熱器3.7進行工作一段時間，待混合物加熱到達到所設定的溫度，再啟動升降電機2使分離攪拌器3沿升降臺9上升到其頂端，避免其工作時產(chǎn)生震動而影響其他部件的性能。再開啟攪拌電機3.2，使其帶動外框攪拌器3.5進行攪拌工作，同時折角擋板3.6和乳化頭3.10使混合物料混合、分散的更均勻。攪拌結(jié)束后，正、負極材料分別從正、負極集流體上脫離出來。然后停止分離攪拌器3，并使其下降到原位后，打開分離攪拌器3底端的出料口3.9處的出料閥3.8，分離的正、負極材料和正、負極集流體碎片隨溶劑一起流入過濾裝置4，啟動真空泵5，在真空泵5的作用下，溶劑依次穿過粗網(wǎng)層4.2、PP棉層4.3、活性炭層4.4和納濾層4.5后流入儲液池6中，而正、負極集流體碎片則被粗網(wǎng)層4.2擋住，打開出渣口4.1后將正、負極集流體碎片排出進行收集，而正、負極材料中大顆粒則被擋在粗網(wǎng)層4.2、PP棉層4.3之間，而納米級顆粒被擋在了活性炭層4.4和納濾層4.5之間，結(jié)束后可進行分別回收。儲液池6中的溶劑可通過打開出液閥7將其經(jīng)輸液管8再次導入分離攪拌器3中進行重復利用。

以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內(nèi)。