一种锂离子动力电池正极材料分离装置的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池回收技术领域，尤其涉及一种锂离子动力电池正极材料分离装置。

背景技术：

随着新能源车保有量的持续增长，与规模庞大的动力锂电池需求伴生的将是锂电池回收和梯次利用的行业机遇，发展动力锂电池回收和梯次利用产业，既是必须的（避免环境污染和资源浪费），也是具有可观经济性的。

锂离子电池是由正极片、负极片和隔膜通过叠片式或者卷绕式紧密组合在一起，装入壳体后，经注入有机电解液、严密封装等一系列工序后制备而成。为保证电极活性物质均匀牢固涂覆在正负极集流体上，则必须使用相应功能粘结剂。

锂电池回收利用的预处理工艺大致包括放电、拆解、破碎、分选等。其中预处理是为了使锂离子电池的正极活性物质与电池外壳、隔膜分离，而要想分离出与正极活性物质粘连在一起的铝箔，需要更进一步的工艺。由锂电池组成可知，正极材料通过与粘结剂混合粘附在铝箔上，如何将正极活性物质与铝箔有效分离成为锂电池回收中一个重要的问题。目前所采用的前处理方法主要有两种：一种是通过化学试剂溶解正极材料中的活性物质，再进行超声清洗实现两者的分离；另外一种是物理拆解。锂电池的回收工艺极其复杂，铝箔与正极活性物质的分离作为一道预处理工艺，应尽可能的简化，第一种方法处理工艺分两步进行，存在耗时长，工艺复杂等缺点。第二种方法存在的主要问题是效率不高。为此，开发一种生产效率高、分离彻底、操作简单的将铝箔与正极活性物质、粘结剂有效分离的设备，在锂离子电池回收工艺中具有极其重要的作用。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能使物料有效分离且处理效率高的锂离子动力电池正极材料分离装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种锂离子动力电池正极材料分离装置，包括筒体、揉洗机构和激振机构；

所述筒体包括外筒体和设于外筒体中的内筒体，内筒体和外筒体活动连接；所述内筒体由筛网结构构成；所述外筒体上部开设有第一物料进口，所述外筒体下部开设有物料出口，所述内筒体上开设有与第一物料进口连通的第二物料进口；

所述揉洗机构包括可旋转的转轴及固定在转轴上的桨叶，所述转轴依次穿过外筒体和内筒体，所述桨叶位于内筒体中；

所述激振机构固定于内筒体的外壁上。

藉由上述结构，将清洗液加入筒体中，将待分离筛分的锂电池正极物料加入内筒体中，旋转的桨叶能够形成一定转速度的流体，物料进入内筒体后，会随着旋转的流体转动，在内筒体内揉洗，在离心力的作用下正极活性物质等一部分细小的固体物质会穿过内筒体筒壁，进入外筒体中，同时内筒体在激振装置的振动下可防止物料堵塞筛网，铝箔（大块物料）无法在离心力的情况下穿过内筒壁，从而实现铝箔与正极活性物质、粘结剂等的有效分离。当需要对大块物料实现破碎时，可提高桨叶的旋转速度实施破碎，直至穿过内筒筛网为止。

作为上述技术方案的进一步改进：

还包括卸料机构，所述卸料机构包括阀杆和与阀杆铰接的盖板；所述内筒体的底部具有供大块物料通过的开口；

所述盖板用于打开或关闭所述开口，所述阀杆可在外力作用下驱动盖板绕铰接点转动实现打开或关闭所述开口。

若无需对大块物料进行破碎，待铝箔与正极活性物质、粘结剂等有效分离后，可通过计算机控制器控制卸料机构的阀杆，移开盖板至打开开口，直接将大块物料排至外筒，所有经有效分离并破碎的物料均从物料出口排出，进入下一个筛分工序按尺寸筛选分离。即通过阀杆控制盖板的开合，实现对内筒体内物料的卸料。

所述揉洗机构还包括设于外筒体上端的驱动机构，所述转轴的上端伸出所述外筒体并与驱动机构连接。

为实现自动控制，该锂离子动力电池正极材料分离装置还包括控制器，所述控制器分别与阀杆的驱动装置、激振机构的驱动装置以及驱动机构电连接。整个清洗分离过程有计算机控制系统控制，操作简单。

所述第一物料进口开设于外筒体的上端，所述第二物料进口开设于内筒体的上端，第一物料进口和第二物料进口的中心轴线不重合。

所述物料出口上设有用于打开或关闭物料出口的隔断阀门。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

与传统方法中加入化学试剂溶解正极活性物质后再进行超声清洗相比，本实用新型仅采用一道工序即可完成目标物料的清洗分离，桨叶与溶液（清洗液）共同作用对目标物料揉洗，使物料有效分离，且兼具破碎功能，节约能耗，具有生产效率高，处理完全，操作简单等优点。

附图说明

图1为实施例的锂离子动力电池正极材料分离装置的结构示意图。

图例说明：1、筒体；11、外筒体；111、第一物料进口；112、物料出口；113、隔断阀门；12、内筒体；121、第二物料进口；122、开口；2、揉洗机构；21、转轴；22、桨叶；23、驱动机构；231、电机；232、减速机；3、激振机构；4、卸料机构；41、阀杆；42、盖板；5、控制器。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

实施例1：

如图1所示，本实施例的锂离子动力电池正极材料分离装置，包括筒体1、揉洗机构2、激振机构3、卸料机构4和控制器5。

筒体1为立式结构，包括外筒体11和设于外筒体11中的内筒体12，内筒体12和外筒体11活动连接；外筒体11左上方开设有第一物料进口111，内筒体12上开设有与第一物料进口111连通的第二物料进口121；第一物料进口111和第二物料进口121构成物料进口a，物料进口a呈一定角度倾斜设置。外筒体11的右上方有溶液（清洗液）进口b，外筒体11下端开设有物料出口112（物料及清洗液出口c），物料出口112上固定有用于打开或关闭物料出口112的隔断阀门113。内筒体12由筛网结构构成，便于破碎分离后的正极活性物质等一部分细小的固体物质穿过内筒体12的筒壁进入外筒体11。

揉洗机构2包括设于外筒体11上端的驱动机构23、可旋转的转轴21及固定在转轴21上的桨叶22，驱动机构23包括电机231和与电机231连接的减速机232，转轴21依次穿过外筒体11和内筒体12后其上端伸出外筒体11并与减速机232的输出轴连接，桨叶22位于内筒体12中。通过驱动机构23驱动转轴21带动桨叶22旋转，旋转的桨叶23能够形成一定转速度的流体，使得一部分物料在离心力的作用下从内筒体12的筒壁穿过，进入外筒体11中，实现物料的清洗分离。需要对大块物料实现破碎时，可提高桨叶23的旋转速度实施破碎，直至穿过内筒筛网为止。

卸料机构4包括阀杆41和与阀杆41铰接的盖板42；内筒体12的底部具有供大块物料通过的开口122；盖板42用于打开或关闭开口122，阀杆41可在外力作用下驱动盖板42绕铰接点转动实现打开或关闭开口122。通过阀杆41控制盖板42的开合，从而实现对内筒体12内物料的卸料。计算机控制系统9控制传动装置与卸料装置。

激振机构3焊接在内筒体12的外壁上，在激振装置3的振动下可防止内筒体12内的物料堵塞筛网。

控制器5分别与阀杆41的驱动装置、激振机构3的驱动装置以及驱动机构23电连接。

本实施例的锂离子动力电池正极材料分离装置的工作过程为：经揉洗机溶液（清洗液）进口b预先加入清洗液（或化学试剂）等液体物质，待分离筛分的锂电池正极物料从物料进口a进入内筒体12，在桨叶22的带动下形成一定转速的流体，物料进入内筒体12后，会随着旋转的流体转动，在内筒体12内揉洗，在离心力的作用下正极活性物质等一部分细小的固体物质会穿过内筒体12的筒壁，进入外筒体11中，同时内筒体12在激振机构3的振动下可防止物料堵塞筛网，铝箔（大块物料）无法在离心力的情况下穿过内筒壁，从而实现铝箔与正极活性物质、粘结剂等有效分离。若清洗分离达到效果后，需要对铝箔进行破碎时，可提高桨叶22的旋转速度，对物料实现破碎，直至穿过内筒筛网为止，若无需进行破碎，可通过控制器5控制卸料机构4的阀杆41，拉开盖板42移动至打开内筒体底部的开口122，直接将大块物料排至外筒体11中，所有经有效分离并破碎的物料均从物料及清洗液出口c口排出，进入下一个筛分工序按尺寸筛选分离。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。