從廢舊電池極片中回收正極材料的裝置的制作方法

本實用新型屬于廢舊電池回收利用技術領域，具體的說是一種從廢舊電池極片中回收正極材料的裝置。

背景技術：

鋰離子電池自商業化以來，因其具有比能量高、體積小、質量輕、應用溫度范圍廣、循環壽命長、安全性能好等獨特的優勢，被廣泛應用于民用及軍用領域，如攝像機，移動電話、筆記本電腦以及便攜式測溫儀等，同時鋰離子電池也是電動汽車首選的輕型高能動力電池之一。

鋰離子電池經過500-1000次充放電循環之后，其活性物質就會失去活性，導致電池的容量下降而使電池報廢。鋰離子電池回收技術可分為濕法回收和火法回收。濕法包括預處理（拆解、分類等）以及鈷和其他金屬的回收兩部分。分類的正極極片，需要把鋁箔和鋁箔上正極材料粉末分離開來，因正極材料中含有粘結劑，需要先在一定溫度下處理，使粘結劑等揮發，鋁箔上正極材料粉末才能脫落，拆解、分類過程中，部分鋁箔會破碎成細小的鋁片或鋁粒，以及有些鋁箔包裹一些正極粉末。如果鋁箔與正極材料粉末分離不完全，在后續浸出過程中，鋁與酸反應釋放出大量氫氣，易產生爆炸，且增加了鋁的分離難度和分離成本。因此鋁箔的分離程度成為正極材料粉末回收利用的關鍵。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種從廢舊電池極片中回收正極材料的裝置，鋁分離效率達到99.5%以上。

本實用新型的技術方案為：

一種從廢舊電池極片中回收正極材料的裝置，其特征在于：

包括輸送系統，用于輸送廢舊電池極片；

設置于輸送系統上方的控溫系統，用于分解廢舊電池極片中的粘結劑從而分離得到鋁箔和正極材料粉末；

設置于輸送系統上方的降溫系統，用于給鋁箔降溫；

設置于輸送系統內部或下方的收集系統，用于收集正極材料粉末；

設置于收集系統下方的篩分系統，用于將收集系統收集的正極材料粉末進行除鋁和磁性異物處理；

設置于輸送系統上方的氣體凈化系統，用于凈化粘結劑分解產生的尾氣。

所述輸送系統主要由網帶和帶動網帶前行的傳動軸構成，網帶上均勻布置有網孔，孔徑為5-10mm；網帶的前行速度通過調節傳動軸轉速進行調節。

所述輸送系統的進料端設有勻料器，勻料器高度可調，使廢舊電池極片在網帶上的堆積厚度控制在1-5cm。

所述輸送系統內還設有網帶振動器，用于控制網帶以5-50Hz的頻率振動。

所述控溫系統包括預熱區、升溫區、分解區三個加熱區；這三個加熱區主要均由加熱絲構成，且每個加熱區外部設有保溫層，以此將預熱區的溫度控制在80-120℃、升溫區的溫度控制在120-380℃、分解區的溫度控制在380-410℃；三個加熱區內部均設置有溫度傳感器，用于將溫度精度控制在1℃以內；

預熱區、升溫區、分解區從輸送系統進料端至出料端方向依次布置，設置于網帶的正上方。

所述降溫系統包括風冷區和水冷區，風冷區與外界連通，進行自然冷卻，水冷區通過布置的冷水管進行冷卻；

風冷區、水冷區布置于分解區與輸送系統出料端之間，并位于網帶的正上方。

所述收集系統包括多個粉末收集倉，安裝在網帶下方，粉末收集倉底部設有管道；篩分系統包括超聲篩分機和電磁除鐵器，超聲篩分機進料端連接粉末收集倉底部管道、出料端連接電磁除鐵器進料端。

所述收集系統包括多個粉末收集倉，安裝在網帶下方，粉末收集倉底部設有管道；篩分系統包括第一超聲篩分機，用于收集從輸送系統的出料端出來的鋁箔；第二超聲篩分機的進料端與第一超聲篩分機的出料端、粉末收集倉底部管道連接；第二超聲篩分機的出料端與電磁除鐵器進料端連接。

所述輸送系統外部設有殼體，殼體上設置有第一管道、第二管道；

所述氣體凈化系統包括尾氣凈化器、補氣閥；第一管道、尾氣凈化器、補氣閥、第二管道依次連接；輸送系統內廢舊電池極片所含粘結劑分解產生的尾氣由第一管道進入尾氣凈化器得到凈化氣體，該凈化氣體與通過補氣閥補充的新鮮空氣再通過第二管道進入輸送系統內。

所述殼體的縫隙處采用密封布包裹。

本實用新型的工作方式為：

廢舊電池極片從輸送系統的進料端進入，并通過勻料器整平；

隨著網帶前行，廢舊電池極片依次進入預熱區、升溫區、分解區，在此過程中極片中的粘結劑分解，鋁箔與正極材料粉末分離：鋁進入風冷區、水冷區降溫，然后進入超聲篩分機篩分除去鋁箔收集其中的正極材料粉末；正極材料粉末經網帶上的網孔掉落至粉末收集倉中、進入超聲篩分機篩分除去正極材料粉末中混雜的碎鋁箔；從超聲篩分機分離的正極材料粉末經過電磁除鐵器除去混雜的磁性異物，最終獲得正極材料粉末產物。

本實用新型具有的有益效果：

正極極片能夠快速脫除粘結劑，正極片在網帶振動力的作用下，正極材料粉末與鋁箔分離，避免了正極片過燒結現象，防止鋁箔碎裂，有效提高了鋁與正極材料粉末的分離程度，鋁的分離率達到99.5%以上。

附圖說明

圖1為實施例1裝置整體結構示意圖；

圖2為實施例1溫控系統和降溫系統結構示意圖；

圖3為實施例1網帶結構示意圖；

圖4為實施例1輸送系統和收集系統結構示意圖；

圖5為實施例1物料走向示意圖。

其中：控溫系統100；預熱區110；升溫區120；分解區130；保溫層140；溫度傳感器150；加熱絲160；降溫系統200；風冷區210；水冷區220；輸送系統300；傳動軸310；網帶320；網孔321；網帶振動器330；進料端340；出料端350；殼體360；密封布370；勻料器380；收集系統400；粉末收集倉410；篩分系統500；超聲篩分機510；第一超聲篩分機511；第二超聲篩分機512；電磁除鐵器530；氣體凈化系統600；尾氣凈化器610；補氣閥620；第一管道630；第二管道640；廢舊電池極片710；鋁箔720；碎鋁箔730；正極材料粉末740；磁性物料750；尾氣810；凈化氣體820。

具體實施方式

下面結合附圖對實用新型內容作進一步說明。

實施例1

一種從廢舊電池極片中回收正極材料的裝置，包括

輸送系統300，用于輸送廢舊電池極片；

設置于輸送系統300上方的控溫系統100，用于分解廢舊電池極片中的粘結劑從而分離得到鋁箔和正極材料粉末；

設置于輸送系統300上方的降溫系統200，用于給鋁箔降溫；

設置于輸送系統300內部或下方的收集系統400，用于收集正極材料粉末；

設置于收集系統400下方的篩分系統500，用于將收集系統收集的正極材料粉末進行除鋁和磁性異物處理；

設置于輸送系統300上方的氣體凈化系統600，用于凈化粘結劑分解產生的尾氣。

所述輸送系統300主要由網帶320和帶動網帶320走動的傳動軸310構成，網帶320上均勻布置有網孔321，孔徑為5-10mm；網帶320的前行速度通過調節傳動軸轉速進行調節，通過現有技術能夠實現。

所述輸送系統300的進料端340設有勻料器380，勻料器380高度可調，使廢舊電池極片在網帶上的堆積厚度控制在1-5cm。

所述輸送系統300內還設有網帶振動器330，用于控制網帶320以5-50Hz的頻率振動。

所述控溫系統100包括預熱區110、升溫區120、分解區130三個加熱區；這三個加熱區主要由加熱絲160構成，且每個加熱區外部設有保溫層140，通過現有技術能夠實現將預熱區110的溫度控制在80-120℃、升溫區120的溫度控制在120-380℃、分解區130的溫度控制在380-410℃；三個加熱區內部均設置有溫度傳感器150，用于將溫度精度控制在1℃以內，該技術屬于現有技術；

預熱區110、升溫區120、分解區130從輸送系統300進料端340至出料端350方向依次布置，設置于網帶320的正上方。

所述降溫系統200包括風冷區210和水冷區220，風冷區210與外界連通，進行自然冷卻，水冷區220通過布置的冷水管進行冷卻；

風冷區210、水冷區220布置于分解區130與輸送系統300出料端之間，并位于網帶320的正上方。

所述收集系統400包括多個粉末收集倉410，安裝在網帶320下方，粉末收集倉410底部設有管道；篩分系統500包括超聲篩分機510和電磁除鐵器520，超聲篩分機510進料端連接粉末收集倉410底部管道、出料端連接電磁除鐵器520進料端。

所述收集系統400包括多個粉末收集倉410，安裝在網帶320下方，粉末收集倉410底部設有管道；篩分系統500包括第一超聲篩分機511，用于收集從輸送系統300的出料端350出來的鋁箔；第二超聲篩分機512的進料端與第一超聲篩分機511的出料端、粉末收集倉410底部管道連接；第二超聲篩分機512的出料端與電磁除鐵器520進料端連接。

輸送系統300外部設有殼體360，殼體360上設置有第一管道630、第二管道640；

所述氣體凈化系統600包括尾氣凈化器610、補氣閥620；第一管道630、尾氣凈化器610、補氣閥620、第二管道640依次連接；輸送系統300內廢舊電池極片所含粘結劑分解產生的尾氣由第一管道630進入尾氣凈化器610得到凈化氣體，該凈化氣體與通過補氣閥620補充的新鮮空氣再通過第二管道640進入輸送系統300內。

所述殼體360的縫隙處采用密封布370包裹。

采用上述裝置進行了以下具體試驗：

將廢舊電池正極極片100Kg送入上述裝置進行處理，測量最終得到正極材料粉末中鋁的含量Al(wt%）為0.38%，再通過公式1－Al(wt%）計算鋁的分離率為99.62%。

本實用新型中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明，并不是對本實用新型內容的限制。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。