一種廢舊極片的集流體和活性材料的分離設備的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種廢舊極片的集流體和活性材料的分離設備，包括分離攪拌器和儲液罐，所述分離攪拌器包括分離桶和設于其中的攪拌器，所述分離桶的內部從上往下依次水平設有粗過濾網和精密過濾網，位于粗過濾網上方的分離桶側壁上開設有注液口，分離桶的底端開設有出液口；所述注液口通過高壓泵與儲液罐的出口連接，所述出液口通過常壓泵與儲液罐的回口連接。本發明有效利用清洗液的浸泡、攪拌器的攪拌和高壓泵提供的高速液流沖洗、及離心的作用能夠實現集流體和材料的徹底分離，且過程中采用的清洗液是循環使用的，不會造成清洗材料的污染浪費，減少分離成本。
【專利說明】一種廢舊極片的集流體和活性材料的分離設備
[0001]
技術領域
[0002]本發明屬于廢舊鋰離子電池回收技術領域，具體涉及一種廢舊極片的集流體和活性材料的分離設備。
[0003]
【背景技術】
[0004]鋰離子電池因其優異的電化學性能在現代社會的各個領域應用越來越普遍，尤其是近年來隨著新能源汽車產業的發展，越來越多的鋰離子電池被廣泛應用。需要引起注意的是，鋰離子電池有一定的使用周期，當鋰電池達到其生命周期時則會產生大量的廢棄鋰電池，如果不對這些廢舊鋰電池進行處理和回收利用，將導致嚴重的環境污染問題。所以對廢舊鋰電池進行回收將具有重要的意義，不僅創造巨大的經濟價值，還可能緩解潛在的環境危機。
[0005]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、內芯、蓋板之間的分離，其次進行卷芯內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的處理回收，同時也為了對金屬集流體的回收，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對陰陽極材料進行提純回收，又可實現對箔材金屬較便捷的回收。
[0006]由于正、負極片都是通過機粘結劑將活性物質粘附在金屬集流體上的。目前對于極片集流體和材料的分離采用的方式一般是先采用化學處理的方法，然后采用攪拌破碎的方式進行，最后還要通過分級篩選的方式實現活性材料與集流體的分離，這種傳統的分離裝置一般存在集流體與正、負極活性材料之間分離不完全，且需二次分級篩選的問題，效率比較低。
[0007]本發明針對上述問題，提供了一種廢舊集流體和材料的分離設備，此設備結合利用浸泡、攪拌、洗刷、離心多種分離方式，快速高效地實現集流體與材料的徹底分離，本設備可實現陽極或陰極材料與相應箔材的分離。
[0008]
【發明內容】
[0009]本發明的目的在于提供一種廢舊極片的集流體和活性材料的分離設備，使集流體和活性材料快速且徹底地分離開來。
[0010]為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種廢舊極片的集流體和活性材料的分離設備，包括分離攪拌器和儲液罐，所述分離攪拌器包括分離桶和設于其中的攪拌器，所述分離桶的內部從上往下依次水平設有粗過濾網和精密過濾網，位于粗過濾網上方的分離桶側壁上開設有注液口，分離桶的底端開設有出液口；所述注液口通過高壓栗與儲液罐的出口連接，所述出液口通過常壓栗與儲液罐的回口連接。
[0011]進一步方案，所述分離桶的外側壁上設有與分離桶內腔相通的集流體收集槽和粉體收集槽，所述集流體收集槽的入口端位于粗過濾網的上方，粉體收集槽的入口端位于粗過濾網和精密過濾網之間。
[0012]進一步方案，所述分離桶的內壁依次開設有環形臺階狀的上凸階和下凸階;所述攪拌器包括與驅動電機連接的攪拌桿，所述攪拌桿上水平固設有圓形的上支架和下支架，所述上支架和下支架的外周分別通過滾珠與上滾槽、下滾槽連接，所述上滾槽、下滾槽分別與所述上凸階、下凸階進行固接;使上支架、下支架在攪拌桿帶動下通過滾珠分別沿著上滾槽、下滾槽進行滾動。
[0013]更進一步方案，所述粗過濾網固設在上支架的上端面，精密過濾網固設在下支架的上端面。
[0014]分離桶的內壁依次開設有環形臺階狀的和下凸階，將分離器上的上支架卡設在上凸階的臺階面上，并通過上滾槽與分離桶的內壁進行密封，同樣分離器的下支架卡設在下凸階的臺階面上，并通過下滾槽與分離桶的內壁密封。當攪拌器工作時，使上支架沿著上滾槽滾動、下支架沿著下滾槽進行滾動。
[0015]分離桶的側面開設有注液口、底端設有出液口，其分別通過高壓栗和常壓栗與儲液罐連接，控制分離桶內的液位;并在分離時，使分離桶內的液位位于粗過濾網的上方并將極片浸泡，同時高壓栗形成的高速液流經注液口對攪動中的極片進行沖刷，實現活性材料料和集流體的分離。而在回收時，使分離桶內液位下降至精密過濾網的下方，并提高攪拌器的轉速，在大離心力作用下而將分離開的集流體、活性材料分別甩入各處的儲槽中。
[0016]粗過濾網和精密過濾網的孔徑不同，粗過濾網的孔徑要能使活性物質通過而不能使集流體通過;而精密過濾網的孔徑是不能使活性物質通過的。
[0017]另外，在分離桶的外側設有集流體收集槽和粉料收集槽，它們的入口端均與分離桶的內腔連通，從而使得攪拌桿在電動機的帶動下高速攪拌時，在離心力的作用下粗過濾網上方的集流體直接甩入集流體收集槽中；而精密過濾網上的活性材料則被甩入粉料收集槽中，方便已分離的材料取出回收。
[0018]所以本發明有效利用清洗液的浸泡、攪拌器的攪拌和高壓栗提供的高速液流沖洗、及離心的作用能夠實現集流體和材料的徹底分離，且過程中采用的清洗液是循環使用的，不會造成清洗材料的污染浪費，減少分離成本。
[0019]本裝置的工作過程為:將鋰電池拆解或破碎后的正、負極片放置于粗過濾網的上方，再通過高壓栗將儲液罐中的清洗液導入分離桶中，并使其液位高于粗過濾網而使極片浸泡在清洗液中；當液位過高時，則打開常壓栗，將清洗液導回儲液罐中，從而實現控制液位的目的。分離開始時，打開攪拌器，在電機的驅動下極片隨著上支架一起在清洗液中進行低速轉動，同時利用高壓栗產生的高速液流對轉動中的極片進行沖刷，清洗液循環流動，使粘附在集流體上的活性材料掉落，并通過粗過濾網而掉落到精密過濾網，而集流體因體積較大而留置在粗過濾網，實現了二者的分離。然后加大常壓栗的轉速，使分離桶中的液位下降至精密過濾網以下，再加大攪拌器轉速，從而在其離心力作用下，將集流體和活性材料分別甩入集流體收集槽和粉料收集槽中，直接回收利用。
[0020]本發明的有益效果在于:
(I)本發明利用浸泡后的極片中活性材料的粉料和集流體的粘附變差，在攪拌和沖刷過程中能夠徹底的分離，利用清洗液的循環流動清洗，可以實現集流體上粉料完全離開集流體，實現分離的徹底。
[0021](2)本發明采用的清洗液為循環利用模式，減少分離過程中廢液的產生。
[0022](3)本發明將經過過濾分離后的集流體和活性材料，在離心力的作用下運動至專門的回收區，便于回收材料的取出，增加了分離設備的可操作性。
[0023 ] (4 )本發明的攪拌器中的上、下支架和滾槽之間為滾珠滾動連接，減少設備在運轉過程中的摩擦損耗，提高設備的耐用性；
(5)分離桶的內壁上開設環形臺階狀的上凸階和下凸階，使其內徑成梯度設計，從而有效實現粗過濾網、精密過濾網和分離桶內壁的密合，避免了不同粒徑的分離質通過其邊緣串流。
[0024]
【附圖說明】
[0025]圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是本發明中的分離桶的結構示意圖；
圖3是本發明中的攪拌器的結構示意圖。
[0026]圖中:1-分離桶，101-集流體收集槽，102-粉體收集槽，103-上凸階，104-下凸階；2-攪拌器，201-攪拌桿，202-上滾槽，203-上支架，204-下滾槽，205-下支架，206-滾珠，207-粗過濾網，208-精密過濾網；3-注液口，4-出液口，5-常壓栗，6-高壓栗，7-儲液罐。
[0027]
【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，一種廢舊極片的集流體和活性材料的分離設備，包括分離攪拌器和儲液罐7，所述分離攪拌器包括分離桶I和設于其中的攪拌器2，所述分離桶I的內部從上往下依次水平設有粗過濾網207和精密過濾網208，位于粗過濾網207上方的分離桶I側壁上開設有注液口 3，分離桶I的底端開設有出液口 4;所述注液口 3通過高壓栗6與儲液罐7的出口連接，所述出液口 4通過常壓栗5與儲液罐7的回口連接。
[0029]如圖2所示，分離桶I的外側壁上設有與分離桶I內腔相通的集流體收集槽101和粉體收集槽102，所述集流體收集槽101的入口端位于粗過濾網207的上方，粉體收集槽102的入口端位于粗過濾網207和精密過濾網208之間。
[0030]進一步方案，所述分離桶I的內壁依次開設有環形臺階狀的上凸階103和下凸階104;如圖3所示，攪拌器2包括與驅動電機連接的攪拌桿201，所述攪拌桿201上水平固設有圓形的上支架203和下支架205，所述上支架203和下支架205的外周分別通過滾珠206與上滾槽202、下滾槽204連接，所述上滾槽202、下滾槽204分別與所述上凸階103、下凸階104進行固接;使上支架203、下支架205在攪拌桿201帶動下通過滾珠206分別沿著上滾槽202、下滾槽204進行滾動。
[0031]更進一步方案，所述粗過濾網207固設在上支架203的上端面，精密過濾網208固設在下支架205的上端面。
[0032]將已初步分離的正、負極片放置于固設于攪拌器2的上支架203上的粗過濾網207上，通過調節高壓栗6和常壓栗5中的液體流速來控制分離桶I內的液位高度，使其完全浸沒位于粗過濾網207上的正、負極片。
[0033]浸泡一段時間后，開啟攪拌器2，攪拌桿201在驅動電機的帶動下帶動已放置粗過濾網207的上支架203和放置精密過濾網208的下支架205在清洗液中一起轉動，在攪拌的同時高壓栗6將儲液罐7內的清洗液通過注液口 3向分離桶I內注入高速流動的液流，通過液流沖擊和攪拌的相互作用，使極片表面的活性材料從集流體上分離，常壓栗5將分離桶I中的清洗液重新導入儲液罐7中，從而控制分離桶I內的液面高度，并通過高壓栗6和常壓栗5的相互作用使清洗液在儲液罐7和分離桶I之間循環使用。已經發生分離的活性材料則通過粗過濾網207而掉落到精密過濾網208上，而清洗干凈的集流體由于體積大而留在粗過濾網207上，從而將它們分離開來。
[0034]當處理一定量時，則加大常壓栗5的液體抽速，將分離桶內的液位控制在精密過濾網208以下，攪拌器2開始高速攪拌而產生離心力，在其離心力的作用下，粗過濾網207上的集流體經集流體收集槽1I入口端飛甩至集流體收集槽1I內；同樣，精密過濾網208上的活性材料在高速離心力的作用下飛甩至粉體收集槽102。然后分別取出集流體收集槽101、粉體收集槽102內的物料后重新開啟新的分離過程，最終通過該方案實現集流體和活性材料的分離和回收。
[0035]以上實施例并非僅限于本發明的保護范圍，所有基于本發明的基本思想而進行修改或變動的都屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種廢舊極片的集流體和活性材料的分離設備，其特征在于:包括分離攪拌器和儲液罐(7)，所述分離攪拌器包括分離桶(I)和設于其中的攪拌器(2)，所述分離桶(I)的內部從上往下依次水平設有粗過濾網(207)和精密過濾網(208)，位于粗過濾網(207)上方的分離桶(I)側壁上開設有注液口(3)，分離桶(I)的底端開設有出液口(4);所述注液口(3)通過高壓栗(6)與儲液罐(7)的出口連接，所述出液口(4)通過常壓栗(5)與儲液罐(7)的回口連接。2.根據權利要求1所述的一種廢舊極片的集流體和活性材料的分離設備，其特征在于:所述分離桶(I)的外側壁上設有與分離桶(I)內腔相通的集流體收集槽(101)和粉體收集槽(102)，所述集流體收集槽(101)的入口端位于粗過濾網(207)的上方，粉體收集槽(102)的入口端位于粗過濾網(207)和精密過濾網(208)之間。3.根據權利要求1所述的一種廢舊極片的集流體和活性材料的分離設備，其特征在于:所述分離桶(I)的內壁依次開設有環形臺階狀的上凸階(103)和下凸階(104);所述攪拌器(2 )包括與驅動電機連接的攪拌桿(201)，所述攪拌桿(201)上水平固設有圓形的上支架(203)和下支架(205)，所述上支架(203)和下支架(205)的外周分別通過滾珠(206)與上滾槽(202)、下滾槽(204)連接，所述上滾槽(202)、下滾槽(204)分別與所述上凸階(103)、下凸階(104)進行固接;使上支架(203)、下支架(205)在攪拌桿(201)帶動下通過滾珠(206)分別沿著上滾槽(202)、下滾槽(204)進行滾動。4.根據權利要求3所述的一種廢舊極片的集流體和活性材料的分離設備，其特征在于:所述粗過濾網(207)固設在上支架(203)的上端面，精密過濾網(208)固設在下支架(205)的上端面。
【文檔編號】H01M10/54GK106058354SQ201610658044
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月11日 公開號201610658044.2, CN 106058354 A, CN 106058354A, CN 201610658044, CN-A-106058354, CN106058354 A, CN106058354A, CN201610658044, CN201610658044.2
【發明人】王雙雙, 臧強, 周夏榮
【申請人】合肥國軒高科動力能源有限公司