一种车载式退役带电锂离子电池拆解回收装置

1.本实用新型涉及废旧锂离子电池回收技术，具体涉及一种车载式退役带电锂离子电池拆解回收装置。


背景技术：

2.锂离子电池由于具有高比能量、长寿命、循环性能好以及环境友好等优点得到广泛的应用。但是，动力电池的急剧增加引发了新的问题。即动力锂离子电池的工作寿命到期后的回收再利用问题。一方面，由于早期动力电池推广期间采用电池规格混乱、电池质量良莠不齐、性能有差异、行业标准执行模糊、准入门槛低等原因，造成几年后即将迎来第一个动力电池报废高峰期；另一方面，如何无害化处置大量报废电池、协同深度处理报废电池同时有效循环利用报废电池中的有用组分向企业及科研院所提出了切实的科学技术问题。
3.当前，针对退役锂离子电池的回收工艺主要分为三个步骤，包括回收运输、预处理和材料再生，三个步骤通常独立操作。一方面，由于退役锂离子电池种类繁多且富含余能，在回收运输和预处理过程中极易因内部短路升温使电解液气化，将电池外壳撑破，同时还会产生可燃性气体，随着电池内部短路产生的温度一旦超过气体的燃点就会发生起火爆炸。而当锂离子电池一旦起火燃烧便难以被扑灭，从而引发交通事故，甚至造成车毁人亡的悲剧，对退役锂离子电池的运输条件提出了较高的要求。另一方面，回收运输过程增加了退役锂离子电池的回收成本，同时给后端处理造成了压力。因此，如何合理的将回收运输和预处理操作结合，来实现退役锂离子电池的原地破碎是当前亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种可对锂离子电池进行就地无害化处理的车载式退役带电锂离子电池拆解回收装置。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
6.一种车载式退役带电锂离子电池拆解回收装置，包括便于车辆运输的集装箱，所述集装箱内设有撕碎机，所述撕碎机的入口端设有用于上料的上料输送机，所述撕碎机连接有为其提供高通量保护性气氛的气体供应装置，所述撕碎机的出口端通过输送机与破碎机相连，所述破碎机的出口端通过u型铰刀与内设负压系统的第一集料器相连，所述第一集料器的底部通过管道连通有用于进行气固分离的气流分选机，所述气流分选机内设有分选筛网，所述气流分选机中分选筛网的上部通过管道与隔膜纸收集箱连通，所述隔膜纸收集箱通过管道连接有用于处理撕碎过程中产生的挥发的电解液的环保产线；所述气流分选机中分选筛网的下部出口端通过磁选输送机与粉碎机相连，所述粉碎机通过管道与内设负压系统的分析机连通，所述分析机的底部通过管道与位于其下方的第一旋振筛连通，所述第一旋振筛的筛网下部通过管道与内设负压系统的第三集料器连通，所述第一旋振筛的筛网上部通过管道与研磨机连通，所述研磨机通过管道与内设负压系统的第二集料器连通，所述第二集料器通过管道与位于其下方的第二旋振筛连通，所述第二旋振筛的筛网上部设有
出料角笼，所述第二旋振筛的筛网下部通过管道与第三集料器连通，所述第三集料器通过管道与第一脉冲除尘器连通。
7.进一步地，所述环保产线包括通过管道依次连通的第二脉冲除尘器、活性碳吸附性装置、uv光解装置和喷淋塔，所述第二脉冲除尘器与所述隔膜纸收集箱连通，所述喷淋塔通过管道连接有为拆解回收装置的机体内提供负压环境的引风机。
8.进一步地，所述撕碎机内设有用于检测温度、可燃气体含量和起焰情况的监测传感器以及用于灭火的灭火装置。
9.进一步地，所述磁选输送机上设有用于收集锂离子电池铁制外壳的出料角笼。
10.进一步地，所述撕碎机、破碎机和第一集料器的顶部通过管道连通，并通过管道接入环保产线。
11.进一步地，所述分析机、第二集料器和第三集料器的顶部通过管道连通。
12.本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
13.本实用新型以集装箱车载的方式进行可移动的退役锂离子电池无害化就地化回收处理，将拆解回收装置运至城市废品回收站、4s店以及偏远地区储能站。该装置可对未放电的锂离子电池进行原地拆解破碎和运输。未放电的锂离子电池首先在撕碎机中完成第一次破碎过程，破碎过程中由气体供应装置向撕碎机中通入高流量的保护性气体，高流量的保护气可制造低氧环境，同时带走破碎过程产生的热量，避免起火爆炸。在装置尾端设置环保产线可对拆解破碎过程中产生的环境污染物质进行处理。
14.本实用新型所提供的车载式退役带电锂离子电池拆解回收装置，可实现退役锂离子电池回收运输操作和预处理操作的结合，并对其进行就地无害化处理，解决退役锂离子电池面临的长期堆放引起的仓储成本过高、起火爆炸以及无法安全长途运输的问题，从一定程度上提高了退役锂离子电池回收的效率和安全性。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例所涉及的车载式退役带电锂离子电池拆解回收装置的结构示意图；
16.图2为本实用新型实施例所涉及的车载式退役带电锂离子电池拆解回收装置的俯视结构示意图。
17.图中：1、上料输送机；2、撕碎机；3、输送机；4、破碎机；5、u型铰刀；6、第一集料器；7、气流分选机；8、磁选输送机；9、粉碎机；10、分析机；11、第一旋振筛；12、研磨机；13、第二集料器；14、第二旋振筛；15、第三集料器；16、第一脉冲除尘器；17、隔膜纸收集箱；18、第二脉冲除尘器；19、活性碳吸附性装置；20、uv光解装置；21、喷淋塔；22、引风机。
具体实施方式
18.以下结合实施例对本实用新型的具体内容做进一步详细解释说明。
19.参照图1-2，本实施例提供一种车载式退役带电锂离子电池拆解回收装置，包括便于车辆运输的集装箱，集装箱内设有撕碎机2，用于对带电的退役锂离子电池进行第一次破碎，撕碎机2的入口端设有用于上料的上料输送机1，撕碎机2连接有为其提供高通量保护性气氛的气体供应装置，在工作过程中，退役的锂离子电池在撕碎机2机体内会释放大量的电
解液，并伴随大量热量产生，气体供应装置可提供高通量的保护性气体，以此来制造低氧环境并且转移破碎过程中产生的热量和挥发的电解液；撕碎机2内设有用于检测温度、可燃气体含量和起焰情况的监测传感器以及用于灭火的灭火装置，当检测到内部温度过高或可燃气体含量偏高时，可加大保护性气体流通量来带走过多的热量和可燃气体；当检测到起火时，可通过灭火装置及时灭火；撕碎机2的出口端通过输送机3与破碎机4相连，破碎机4对带电的退役锂离子电池进行第二次破碎，破碎机4的出口端通过u型铰刀5与内设负压系统的第一集料器6相连，第一集料器6主要用于暂时存储第二次破碎产物(包括隔膜纸、黑粉和金属)，第一集料器6的底部通过管道连通有用于进行气固分离的气流分选机7，气流分选机7内设有分选筛网，气流分选机中分选筛网的上部通过管道与隔膜纸收集箱17连通，隔膜纸收集箱17通过管道连接有用于处理挥发的电解液的环保产线；其中，环保产线包括通过管道依次连通的第二脉冲除尘器18、活性碳吸附性装置19、uv光解装置20和喷淋塔21，第二脉冲除尘器18通过管道与隔膜纸收集箱17连通，喷淋塔21通过管道连接有为拆解回收装置的机体内提供负压环境的引风机22；
20.撕碎机2、破碎机4和第一集料器6的顶部通过管道连通，并通过管道接入环保产线；
21.气流分选机7中分选筛网的下部出口端通过磁选输送机8与粉碎机9相连，磁选输送机8上设有用于收集锂离子电池铁制外壳的出料角笼；粉碎机9通过管道与内设负压系统的分析机10连通，分析机10的底部通过管道与位于其下方的第一旋振筛11连通，第一旋振筛11的筛网下部通过管道与内设负压系统的第三集料器15连通，第一旋振筛11的筛网上部通过管道与研磨机12连通，研磨机12通过管道与内设负压系统的第二集料器13连通，第二集料器13的底部出口端通过管道与位于其下方的第二旋振筛14连通，第二旋振筛14的筛网上部设有出料角笼，第二旋振筛14的筛网下部通过管道与第三集料器15连通，第三集料器15的底部设有出料角笼，第三集料器15通过管道与第一脉冲除尘器16连通，气流自下而上进入第一脉冲除尘器16，第一脉冲除尘器16主要用于清理在拆解破碎过程中产生的灰尘和飞灰，防止对大气产生污染；优选的，分析机10、第二集料器13和第三集料器15的顶部通过管道连通，用于引导飞灰和灰尘进入第一脉冲除尘器16进行处理。
22.优选的，撕碎机2、破碎机4、分析机10、第一集料器6、第二集料器13和第三集料器15之间通过管道连接，引导挥发的电解液以及飞灰和灰尘进入环保产线进行处理。
23.具体的，上料输送机1包括电动机和传送带，在工作过程中电动机带动传送带进行转动，以此来将退役的锂离子电池送入撕碎机2中。
24.本实用新型所提供的车载式退役带电锂离子电池拆解回收装置采用焊接或螺母固定的方式固定在集装箱的内部底层，便于车辆的运输。
25.本实用新型的工作原理：
26.首先，本领域的操作人员可通过集装箱运输的方式，将该设备运输至城市废品回收站、4s店以及偏远地区储能站。操作人员可直接将退役的带电锂离子电池置于上料输送机1的传送带之上，通过电动机带动输送带将退役的锂离子电池送入撕碎机2中进行第一次破碎。在撕碎机2工作过程中，伴随着大量热量和电解液的释放。此时，由于气体供应装置的供气，撕碎机2机腔内部充满了高通量保护性气氛，制造出低氧环境并且转移破碎过程中产生的热量和挥发的电解液。同时，在其内部设置的监测传感器和灭火装置，用以实时监测撕
碎机2工作时机腔内部的温度、可燃气体含量和起焰情况，并且能够进行实时灭火。挥发的电解液在引风机22、第一集料器6的负压系统以及气流分选机7的作用下，沿管道进入环保产线进行处理。
27.环保产线的第二脉冲除尘器18主要用于清理在拆解破碎过程中产生的灰尘和飞灰，防止对大气产生污染；活性碳吸附性装置19主要用于回收在电池拆解过程中电解液挥发所产生的vocs；uv光解装置20用于催化电解液中的lipf6分解产生hf；喷淋塔21主要是对hf进行吸收，hf沿着管道自下而上进入喷淋塔21，喷淋塔21中的喷淋液自上而下对hf进行喷淋吸收，优选的，喷淋液可选用一定浓度的碱液进行喷淋操作。
28.经撕碎机2第一次破碎后的产物通过输送机3进入破碎机4中进行第二次破碎。第二次破碎的产物在u型铰刀5和第一集料器6中负压系统的作用下进入到第一集料器5的腔体中。在运行过程中，第二次破碎后的产物在重力的作用下沿着管道进入到气流分选机7中，气流分选机7内的分选筛网将其内部分为2层，隔膜纸由于密度较小的原因，分选筛网将隔膜纸过滤在上层，将其他产物(碳、铁、铝、镍、钴、锰、锂等)过滤在分选筛网的下层。气流分选机7分选筛网之下的其它产物通过磁选输送机8进入到粉碎机9中进行第三次破碎。同时，在磁选输送机8的运行过程中，退役锂离子电池的铁制外壳通过磁选输送机8的出料角笼排出并集中收集。气流分选机7中分选筛网上层的隔膜纸在气流的作用下，沿着管道进入隔膜纸收集箱17中被收集。
29.经粉碎机9第三次破碎后的产物在分析机10负压系统的作用下沿管道进入分析机10的机壳内。分析机10对吹起来的粉末和灰尘进行分选，防止大粒径的物料对第一旋振筛11产生损伤，细度过粗的物料在气流的作用下又落入分析机10机腔内继续打碎，直至物料的粒径符合标准。
30.第一旋振筛11的筛网上层滤料为大粒径的金属颗粒，通过管道进入研磨机12中进行研磨。第一旋振筛11的筛网下层滤料为黑粉(正负极粉)，在负压系统的作用下通过管道进入到第三集料器15中进行集中收集。
31.研磨机12研磨后的产物，在负压系统的作用下沿着管道自上而下进入到第二集料器13。第二集料器13用于暂时存储研磨机12的研磨产物，研磨后的产物在重力的作用下落入第二旋振筛14内进行筛分。第二旋振筛14的筛网上层滤料为小粒径的金属颗粒，通过第二旋振筛14筛网上层的出料角笼排出和集中收集。第二旋振筛14的筛网下层滤料为黑粉(正负极粉)，通过负压系统经管道进入到第三集料器15中进行集中收集。第三集料器15主要用于存储第一旋振筛11和第二旋振筛14筛分的黑粉(正负极粉)，通过第三集料器15底部设置的出料角笼排出和集中收集。
32.最后，含尘气流进入第一脉冲除尘器16得到清理，减少了该工艺对大气产生污染。