从废旧电池极片中回收正极材料的装置的制作方法

本实用新型属于废旧电池回收利用技术领域，具体的说是一种从废旧电池极片中回收正极材料的装置。

背景技术：

锂离子电池自商业化以来，因其具有比能量高、体积小、质量轻、应用温度范围广、循环寿命长、安全性能好等独特的优势，被广泛应用于民用及军用领域，如摄像机，移动电话、笔记本电脑以及便携式测温仪等，同时锂离子电池也是电动汽车首选的轻型高能动力电池之一。

锂离子电池经过500-1000次充放电循环之后，其活性物质就会失去活性，导致电池的容量下降而使电池报废。锂离子电池回收技术可分为湿法回收和火法回收。湿法包括预处理（拆解、分类等）以及钴和其他金属的回收两部分。分类的正极极片，需要把铝箔和铝箔上正极材料粉末分离开来，因正极材料中含有粘结剂，需要先在一定温度下处理，使粘结剂等挥发，铝箔上正极材料粉末才能脱落，拆解、分类过程中，部分铝箔会破碎成细小的铝片或铝粒，以及有些铝箔包裹一些正极粉末。如果铝箔与正极材料粉末分离不完全，在后续浸出过程中，铝与酸反应释放出大量氢气，易产生爆炸，且增加了铝的分离难度和分离成本。因此铝箔的分离程度成为正极材料粉末回收利用的关键。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种从废旧电池极片中回收正极材料的装置，铝分离效率达到99.5%以上。

本实用新型的技术方案为：

一种从废旧电池极片中回收正极材料的装置，其特征在于：

包括输送系统，用于输送废旧电池极片；

设置于输送系统上方的控温系统，用于分解废旧电池极片中的粘结剂从而分离得到铝箔和正极材料粉末；

设置于输送系统上方的降温系统，用于给铝箔降温；

设置于输送系统内部或下方的收集系统，用于收集正极材料粉末；

设置于收集系统下方的筛分系统，用于将收集系统收集的正极材料粉末进行除铝和磁性异物处理；

设置于输送系统上方的气体净化系统，用于净化粘结剂分解产生的尾气。

所述输送系统主要由网带和带动网带前行的传动轴构成，网带上均匀布置有网孔，孔径为5-10mm；网带的前行速度通过调节传动轴转速进行调节。

所述输送系统的进料端设有匀料器，匀料器高度可调，使废旧电池极片在网带上的堆积厚度控制在1-5cm。

所述输送系统内还设有网带振动器，用于控制网带以5-50Hz的频率振动。

所述控温系统包括预热区、升温区、分解区三个加热区；这三个加热区主要均由加热丝构成，且每个加热区外部设有保温层，以此将预热区的温度控制在80-120℃、升温区的温度控制在120-380℃、分解区的温度控制在380-410℃；三个加热区内部均设置有温度传感器，用于将温度精度控制在1℃以内；

预热区、升温区、分解区从输送系统进料端至出料端方向依次布置，设置于网带的正上方。

所述降温系统包括风冷区和水冷区，风冷区与外界连通，进行自然冷却，水冷区通过布置的冷水管进行冷却；

风冷区、水冷区布置于分解区与输送系统出料端之间，并位于网带的正上方。

所述收集系统包括多个粉末收集仓，安装在网带下方，粉末收集仓底部设有管道；筛分系统包括超声筛分机和电磁除铁器，超声筛分机进料端连接粉末收集仓底部管道、出料端连接电磁除铁器进料端。

所述收集系统包括多个粉末收集仓，安装在网带下方，粉末收集仓底部设有管道；筛分系统包括第一超声筛分机，用于收集从输送系统的出料端出来的铝箔；第二超声筛分机的进料端与第一超声筛分机的出料端、粉末收集仓底部管道连接；第二超声筛分机的出料端与电磁除铁器进料端连接。

所述输送系统外部设有壳体，壳体上设置有第一管道、第二管道；

所述气体净化系统包括尾气净化器、补气阀；第一管道、尾气净化器、补气阀、第二管道依次连接；输送系统内废旧电池极片所含粘结剂分解产生的尾气由第一管道进入尾气净化器得到净化气体，该净化气体与通过补气阀补充的新鲜空气再通过第二管道进入输送系统内。

所述壳体的缝隙处采用密封布包裹。

本实用新型的工作方式为：

废旧电池极片从输送系统的进料端进入，并通过匀料器整平；

随着网带前行，废旧电池极片依次进入预热区、升温区、分解区，在此过程中极片中的粘结剂分解，铝箔与正极材料粉末分离：铝进入风冷区、水冷区降温，然后进入超声筛分机筛分除去铝箔收集其中的正极材料粉末；正极材料粉末经网带上的网孔掉落至粉末收集仓中、进入超声筛分机筛分除去正极材料粉末中混杂的碎铝箔；从超声筛分机分离的正极材料粉末经过电磁除铁器除去混杂的磁性异物，最终获得正极材料粉末产物。

本实用新型具有的有益效果：

正极极片能够快速脱除粘结剂，正极片在网带振动力的作用下，正极材料粉末与铝箔分离，避免了正极片过烧结现象，防止铝箔碎裂，有效提高了铝与正极材料粉末的分离程度，铝的分离率达到99.5%以上。

附图说明

图1为实施例1装置整体结构示意图；

图2为实施例1温控系统和降温系统结构示意图；

图3为实施例1网带结构示意图；

图4为实施例1输送系统和收集系统结构示意图；

图5为实施例1物料走向示意图。

其中：控温系统100；预热区110；升温区120；分解区130；保温层140；温度传感器150；加热丝160；降温系统200；风冷区210；水冷区220；输送系统300；传动轴310；网带320；网孔321；网带振动器330；进料端340；出料端350；壳体360；密封布370；匀料器380；收集系统400；粉末收集仓410；筛分系统500；超声筛分机510；第一超声筛分机511；第二超声筛分机512；电磁除铁器530；气体净化系统600；尾气净化器610；补气阀620；第一管道630；第二管道640；废旧电池极片710；铝箔720；碎铝箔730；正极材料粉末740；磁性物料750；尾气810；净化气体820。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型内容作进一步说明。

实施例1

一种从废旧电池极片中回收正极材料的装置，包括

输送系统300，用于输送废旧电池极片；

设置于输送系统300上方的控温系统100，用于分解废旧电池极片中的粘结剂从而分离得到铝箔和正极材料粉末；

设置于输送系统300上方的降温系统200，用于给铝箔降温；

设置于输送系统300内部或下方的收集系统400，用于收集正极材料粉末；

设置于收集系统400下方的筛分系统500，用于将收集系统收集的正极材料粉末进行除铝和磁性异物处理；

设置于输送系统300上方的气体净化系统600，用于净化粘结剂分解产生的尾气。

所述输送系统300主要由网带320和带动网带320走动的传动轴310构成，网带320上均匀布置有网孔321，孔径为5-10mm；网带320的前行速度通过调节传动轴转速进行调节，通过现有技术能够实现。

所述输送系统300的进料端340设有匀料器380，匀料器380高度可调，使废旧电池极片在网带上的堆积厚度控制在1-5cm。

所述输送系统300内还设有网带振动器330，用于控制网带320以5-50Hz的频率振动。

所述控温系统100包括预热区110、升温区120、分解区130三个加热区；这三个加热区主要由加热丝160构成，且每个加热区外部设有保温层140，通过现有技术能够实现将预热区110的温度控制在80-120℃、升温区120的温度控制在120-380℃、分解区130的温度控制在380-410℃；三个加热区内部均设置有温度传感器150，用于将温度精度控制在1℃以内，该技术属于现有技术；

预热区110、升温区120、分解区130从输送系统300进料端340至出料端350方向依次布置，设置于网带320的正上方。

所述降温系统200包括风冷区210和水冷区220，风冷区210与外界连通，进行自然冷却，水冷区220通过布置的冷水管进行冷却；

风冷区210、水冷区220布置于分解区130与输送系统300出料端之间，并位于网带320的正上方。

所述收集系统400包括多个粉末收集仓410，安装在网带320下方，粉末收集仓410底部设有管道；筛分系统500包括超声筛分机510和电磁除铁器520，超声筛分机510进料端连接粉末收集仓410底部管道、出料端连接电磁除铁器520进料端。

所述收集系统400包括多个粉末收集仓410，安装在网带320下方，粉末收集仓410底部设有管道；筛分系统500包括第一超声筛分机511，用于收集从输送系统300的出料端350出来的铝箔；第二超声筛分机512的进料端与第一超声筛分机511的出料端、粉末收集仓410底部管道连接；第二超声筛分机512的出料端与电磁除铁器520进料端连接。

输送系统300外部设有壳体360，壳体360上设置有第一管道630、第二管道640；

所述气体净化系统600包括尾气净化器610、补气阀620；第一管道630、尾气净化器610、补气阀620、第二管道640依次连接；输送系统300内废旧电池极片所含粘结剂分解产生的尾气由第一管道630进入尾气净化器610得到净化气体，该净化气体与通过补气阀620补充的新鲜空气再通过第二管道640进入输送系统300内。

所述壳体360的缝隙处采用密封布370包裹。

采用上述装置进行了以下具体试验：

将废旧电池正极极片100Kg送入上述装置进行处理，测量最终得到正极材料粉末中铝的含量Al(wt%）为0.38%，再通过公式1－Al(wt%）计算铝的分离率为99.62%。

本实用新型中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明，并不是对本实用新型内容的限制。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。