一种废旧动力锂电池电芯材料电磁联合分选设备的制作方法

文档序号:14734398发布日期:2018-06-19 20:10

本实用新型属于动力锂电池回收技术领域,尤其涉及一种废旧动力锂电池电芯的正、负极片和隔膜材料的电磁联合分选设备。



背景技术:

随着国家新能源政策力度不断加大,电动汽车已成为汽车产业的重要发展方向。在电动汽车开始大量使用动力锂电池的同时,如何解决好动力锂电池退役后的综合回收利用问题,已是当前摆在新能源行业亟待解决好的课题。由于动力锂电池的单体是由正极片(在铝箔两面涂布上正极材料制成)、塑料隔膜、负极片(在铜箔两面涂布上负极材料制成)逐层卷绕或叠加成圆柱形或方形的电芯,再装入电池单体外壳中注入一定量的电解液(六氟磷酸锂+有机溶剂)经封装后构成。由于电芯是三种材料反复紧密卷绕在一起的特殊结构,所以在废旧动力锂电池单体拆解回收的过程中都会遇到正极片、负极片及塑料隔膜三者之间的分选困难的技术问题。现有的拆解分选回收技术有:1、拆解去除电池单体外壳,将电芯材料整体焚烧掉电解液和塑料隔膜后直接粉碎,再经过筛选和风选工艺选出正极铝箔碎屑和负极铜箔碎屑的混合料,正极材料和负极材料的混合粉料。2、拆解去除电池单体外壳后,将电芯整体加热去除电解液,采用人工剥离的方法分开正、负极片及隔膜材料。

专利201610519880.2(一种废旧锂电池高效分选回收装置),专利 201420711248.4(一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统)等主要是通过单纯的拆解动力锂电池单体外壳取出电芯后,采用煅烧或加热方法去除电解液,再通过对电芯进行整体粉碎、筛分和磁选等方法进行分选回收,最终得到的是正、负极材料的混合粉,铜箔和铝箔碎屑的混合物及塑料隔膜的碎屑。存在的问题是:电芯整体粉碎技术分选回收得到的是正、负极两种材料的混合掺杂粉料,对之后无论采用湿法冶金提取有价金属还是对电极材料进行修复再生利用等回收处理方法来讲,正、负极材料混合在一起都不是理想的电极材料分离分选方法;电芯整体粉碎筛分得到的是铜箔、铝箔的碎屑混合物,还需要通过比重分选、湿法冶金等方法再次进行分选必将会增加回收成本;有的专利提到的用铜铝分选机将铜箔碎屑和铝箔碎屑分开,事实上是无法实现的,因为现有技术的铜铝分选机,指的是将非金属材料与有色金属(铜、铝)之间进行分选,并不能将已经混合在一起的成碎屑状的铜箔和铝箔之间进行分选。

2014104600743(一种废旧LiCoO2电池绿色拆解分离回收方法),专利 201510496933.9(一种动力电池自动拆解回收设备和方法)有专利采用人工的方法进行正、负极片和隔膜的分选。存在的问题是,采用人工分离正、负极片和隔膜的方法只能少量的在实验室操作,是无法用于规模化和自动化生产中。

总之,现有废旧动力锂电池单体的拆解回收技术存在的不足是:⑴、电芯的整体粉碎工艺使得正极材料、负极材料、铝箔及铜箔之间混杂严重,无法实现电芯材料的洁净分离分选,最终得到的只能是正、负极材料粉的混合料和纯度不高的铝箔碎屑及铜箔碎屑。⑵、手工或设想用反绕机分开正、负极片和隔膜的方法根本无法实现规模化和自动化生产。



技术实现要素:

针对现有废旧动力锂电池分选技术中存在的上述不足和动力锂电池回收领域对洁净分选技术的需要,本实用新型提供了一种废旧动力锂电池电芯材料洁净分选的电磁联合分选设备。

技术方案

1、一种废旧动力锂电池电芯材料电磁联合分选设备,其特征在于包括:储料箱,提升机,振动分散给料器,涡电流分选皮带,涡电流磁滚筒,隔膜回收箱,混合极片收料斗,磁选皮带,导流板,强磁滚筒,正极片回收箱,负极片回收箱,通过主机体和辅助装置连接成一体的两级联合分选设备。其分选过程是先将电芯材料的混合片经涡电流磁筒分选出塑料隔膜片和正负极片混合料,回收分选出的塑料隔膜片,再将正负极片的混合料连续输送到强磁选筒继续进行分选,从而分选出正极片和负极片。

2、根据方案1一种废旧动力锂电池电芯材料电磁联合分选设备,所述的储料箱,提升机,振动分散给料器,涡电流分选皮带,涡电流磁滚筒,隔膜回收箱,混合极片收料斗包括:提升机进料口与储料箱连接,出料口与振动分散给料器进料口连接,振动分散给料器由料斗和振动电机构成,安装在涡电流分选皮带的上面靠近进料端,涡电流磁滚筒作为皮带的主传动辊,安装在涡电流分选皮带的出料端,出料端连接隔膜回收箱和混合极片收料斗。其分选原理是:利用涡电流磁滚筒旋转过程中的交变磁场对将带有铝箔、铜箔有色金属材料的正、负极片上产生磁感应涡电流,利用交变磁场和涡电流磁场这两个不同磁场产生排斥力的原理使正负极片发生弹跳运动与不产生涡电流磁场效应的塑料隔膜片之间通过调整挡板进行自动化分选,隔膜片落入隔膜回收箱,混合极片材料进入收料斗进行二级连续强磁滚筒分选。

3、根据方案1一种废旧动力锂电池电芯材料电磁联合分选设备,所述的磁选皮带,导流板,强磁滚筒,正极片回收箱,负极片回收箱包括:磁选皮带一端连接混合极片收料斗,另一端与位于强磁滚筒上方的导流板连接,强磁滚筒的下方连接正极片回收箱和负极片回收箱。其工作原理是:正负极片混合料通过磁选皮带分散输送到强磁滚筒上方的导流板后均匀散落在裸露的强磁滚筒表面上,利用正极片上正极材料中铁、钴、镍的铁磁性特点,与没有磁性材料的负极片通过8000GS—10000GS的强磁滚筒进行分选,在正极片回收箱和负极片回收箱分别得到分选开的正极片材料和负极片材料。

与现有技术比较,本实用新型的有益效果在于:巧妙利用正负极片中的铝箔和铜箔可产生涡电流磁场效应的特点实现了与塑料隔膜之间的分选,又合理利用了正极片上正极材料带有磁性的特点实现了与无磁性负极片之间的分选,并直接使用裸露的强磁滚筒,没有皮带遮挡磁场强度利用到最大水平,同时将两种磁选方式融合在一起,明显提高了分选效率,降低了磁选设备成本和材料分选成本。从而有效的实现了电芯材料之间的自动化、洁净化的分选和回收。

附图说明

附图名称:电磁联合分选设备结构示意图

其中

1-储料箱

2-提升机

3-振动分散给料器

4-振动电机

5-涡电流分选皮带

6-涡电流磁滚筒

7-隔膜回收箱

8-调整挡板

9-收料斗

10-磁选皮带

11-导流板

12-强磁滚筒

13-正极片回收箱

14-负极片回收箱

15-主机体

16-控制柜

具体实施方式

实施例:将一批经过前期处理的片状电芯材料放入储料箱(1)中,经过提升机(2)将电芯材料加入振动分散给料器(3)的料斗中,经过振动电机(4)振动分散将电芯材料均匀分撒在一级传送的涡电流分选皮带(5)上输送到涡电流磁滚筒(6)上方,在交变磁场的作用下,无磁性的塑料隔膜落入隔膜回收箱(7)内回收,将有磁感应效果的正、负混合极片经调整板(8)导向进入收料斗(9)中落到二级传送的磁选皮带(10)上输送到出料端,在导流板(11)的引导下顺序散落在裸露的强磁滚筒(12)表面上进行磁分选,经过8000GS—10000GS的强磁滚筒进行分选,有一定磁性的正极片收入到正极片回收箱(13)中,无磁性的负极片落入负极片回收箱(14)中,整体设备由主机体(15)、控制柜(16)和辅助装置连接一体,最终实现三种电芯材料的自动化分选,得到分选后的正极片、负极片和塑料隔膜片。

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