基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置

本技术涉及一种破碎回收装置，特别是涉及一种基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，属于离子电池。

背景技术：

1、锂离子电池具有能量密度高、支持循环充放、自放电率低、无记忆效应等突出优势，是目前电动汽车最主要的动力电池类型，然而，锂离子电池一般仅能循环充放电500～1000次，服役寿命较短，随着电动汽车保有量的剧增，退役锂离子电池的数量也将出现指数级增长，而锂离子电池的大量退役将给其正极集流体的后续处理带来巨大压力，为此，部分学者提出采用各种物理化学方法来实现锂离子电池正极集流体破碎回收。

2、但是由于传统的有机溶剂法，碱液溶解法，热解法等存在缺陷，有学者提出采用脉冲放电的方式来实现锂离子电池正极集流体的破碎回收，但目前脉冲放电处理锂离子电池正极集流体破碎的方法和装置存在缺陷，首先是，破碎效率不高，单次充电-放电无法完全实现锂离子电池正极集流体的破碎，需要多次重复充电-放电才能完全破碎，且即便是多次重复充电-放电，依旧存在少量锂离子电池破碎不完全，其次是，破碎回收装置较小，一次仅能处理少量锂离子电池，因此，锂离子电池正极集流体的破碎效率不高，直接影响了退役锂离子电池的回收。

3、因此，亟需对锂离子电池破碎回收装置进行改进，以解决上述存在的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，三组棱角阴极条和三组棱角阳极条之间相互放电导通，使装置导通放电更为迅速，也便于产生更强烈的振荡波作用于箱体内的水，产生冲击波作用于锂离子电池，并向箱体内壁传播，与箱体内壁碰撞后产生反射波向锂离子电池处传递，锂离子电池受到阴极与阳极之间产生的振荡波，从而导致正极集流体受力不均，在多向冲击波作用下产生高频震荡，从而达到破碎的目的。

2、为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

3、一种基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，包括破碎箱，所述破碎箱的内部固定设置有多电极震荡组件，所述多电极震荡组件包括负极脉冲件和正极脉冲件，所述负极脉冲件上固定设置有若干个棱角阴极条，所述正极脉冲件上固定设置有若干个棱角阳极条，所述棱角阴极条与所述棱角阳极条交错设置；

4、所述负极脉冲件和所述正极脉冲件的中部转动设置有驱动轴，所述驱动轴的一端固定设置有驱动电机，所述驱动电机用于转动所述驱动轴，所述驱动轴上转动设置有清理组件，所述清理组件上设置有若干个三角清理环，所述三角清理环滑动设置在所述棱角阴极条或所述棱角阳极条上，其中，所述驱动轴转动时所述三角清理环滑动设置在所述棱角阴极条和所述棱角阳极条上，所述清理组件用于清理所述多电极震荡组件上的杂质。

5、优选的，所述负极脉冲件的一端固定设置有阴极固定件，所述阴极固定件固定设置在所述破碎箱的内部，通过棱角阴极条上电性连接有负极接头，所述负极接头固定设置在所述破碎箱的外侧面。

6、优选的，所述破碎箱的一端开设有负极连接槽，所述负极接头固定设置在所述负极连接槽的内部，所述负极接头的下方在所述负极连接槽的内部固定设置有触发极，所述触发极与所述负极接头电性连接；

7、所述破碎箱的另一侧面开设有正极连接槽，所述驱动电机固定设置在所述正极连接槽的内部。

8、优选的，所述正极脉冲件的一端固定设置有阳极固定件，所述阳极固定件固定设置在所述破碎箱的内部，所述棱角阳极条上电性连接有正极接头，所述正极接头固定设置在所述正极连接槽的内部。

9、优选的，所述阳极固定件的内部开设有驱动轴转槽，所述驱动轴贯穿所述阳极固定件并与所述驱动电机的输出端固定连接，所述驱动轴上固定设置有驱动螺纹，所述驱动螺纹与所述清理组件通过螺纹旋合连接，所述驱动轴用于水平推动所述清理组件；

10、所述驱动电机远离所述驱动电机的一端通过轴承转动设置在所述负极脉冲件上，所述驱动电机通过电机固定板固定设置在所述正极连接槽上。

11、优选的，所述清理组件包括驱动圈，所述驱动圈与所述驱动轴通过螺纹旋合连接，所述驱动圈通过支撑臂与所述三角清理环固定连接。

12、优选的，所述破碎箱的一侧开设有排料口，所述排料口的内部开设有排料门体导向槽，所述排料门体导向槽的内部滑动设置有排料门体，所述排料门体的两侧面均固定设置有橡胶密封垫；

13、所述排料门体的上端开设有门体把手，所述排料门体贯穿所述破碎箱的上端并与所述排料门体导向槽卡合连接。

14、优选的，所述破碎箱的上端连接有进水管，所述进水管与所述破碎箱的内部相连通，所述破碎箱的底部连接有与所述破碎箱内部相连通的排水管，所述排水管上连接有过滤筒，所述过滤筒固定设置在所述破碎箱的内部。

15、优选的，所述破碎箱的上侧面开设有可视窗槽，所述可视窗槽与所述破碎箱的内部相连通，所述可视窗槽的内部固定设置有可视窗。

16、优选的，所述破碎箱的底侧面设置有若干个均匀分布的支撑脚，所述支撑脚的底部固定设置有支撑垫。

17、本实用新型至少具备以下有益效果：

18、1、三组棱角阴极条和三组棱角阳极条之间相互放电导通，使装置导通放电更为迅速，也便于产生更强烈的振荡波作用于箱体内的水，产生冲击波作用于锂离子电池，并向箱体内壁传播，与箱体内壁碰撞后产生反射波向锂离子电池处传递，锂离子电池受到阴极与阳极之间产生的振荡波，从而导致正极集流体受力不均，在多向冲击波作用下产生高频震荡，从而达到破碎的目的。

19、2、破碎箱设置为正六边形是为了使得水产生的振荡波到达箱体内壁的时间不一致，从而使反射波到达锂离子电池的时间和方向具有多样性，保证锂离子电池受到多方位的冲击波作用，从而产生高频震荡并破碎，多向冲击波的作用也使装置单次充电-放电就足以完全破碎锂离子电池正极集流体，无需多次重复放电。

20、3、在对锂电池进行震荡的过程中，一旦锂电池被破坏，大量的杂质就会附着在棱角阴极条或棱角阳极条上，驱动电机带动驱动轴发生正反方向的旋转，在驱动轴转动的过程中，与驱动轴螺纹连接的清理组件就会发生水平移动，清理棱角阴极条或棱角阳极条上附着的杂质，确保棱角阴极条或棱角阳极条震动的频率不受影响，同时提升破碎的效率。

技术特征：

1.一种基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，包括破碎箱(1)，其特征在于，所述破碎箱(1)的内部固定设置有多电极震荡组件(2)，所述多电极震荡组件(2)包括负极脉冲件(3)和正极脉冲件(4)，所述负极脉冲件(3)上固定设置有若干个棱角阴极条(301)，所述正极脉冲件(4)上固定设置有若干个棱角阳极条(401)，所述棱角阴极条(301)与所述棱角阳极条(401)交错设置；

2.根据权利要求1所述的基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，其特征在于：所述负极脉冲件(3)的一端固定设置有阴极固定件(302)，所述阴极固定件(302)固定设置在所述破碎箱(1)的内部，通过棱角阴极条(301)上电性连接有负极接头(9)，所述负极接头(9)固定设置在所述破碎箱(1)的外侧面。

3.根据权利要求2所述的基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，其特征在于：所述破碎箱(1)的一端开设有负极连接槽(102)，所述负极接头(9)固定设置在所述负极连接槽(102)的内部，所述负极接头(9)的下方在所述负极连接槽(102)的内部固定设置有触发极(13)，所述触发极(13)与所述负极接头(9)电性连接；

4.根据权利要求3所述的基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，其特征在于：所述正极脉冲件(4)的一端固定设置有阳极固定件(402)，所述阳极固定件(402)固定设置在所述破碎箱(1)的内部，所述棱角阳极条(401)上电性连接有正极接头(11)，所述正极接头(11)固定设置在所述正极连接槽(103)的内部。

5.根据权利要求4所述的基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，其特征在于：所述阳极固定件(402)的内部开设有驱动轴转槽(403)，所述驱动轴(501)贯穿所述阳极固定件(402)并与所述驱动电机(5)的输出端固定连接，所述驱动轴(501)上固定设置有驱动螺纹(503)，所述驱动螺纹(503)与所述清理组件(6)通过螺纹旋合连接，所述驱动轴(501)用于水平推动所述清理组件(6)；

6.根据权利要求1所述的基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，其特征在于：所述清理组件(6)包括驱动圈(601)，所述驱动圈(601)与所述驱动轴(501)通过螺纹旋合连接，所述驱动圈(601)通过支撑臂(602)与所述三角清理环(603)固定连接。

7.根据权利要求1所述的基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，其特征在于：所述破碎箱(1)的一侧开设有排料口(101)，所述排料口(101)的内部开设有排料门体导向槽(104)，所述排料门体导向槽(104)的内部滑动设置有排料门体(7)，所述排料门体(7)的两侧面均固定设置有橡胶密封垫(702)；

8.根据权利要求1所述的基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，其特征在于：所述破碎箱(1)的上端连接有进水管(10)，所述进水管(10)与所述破碎箱(1)的内部相连通，所述破碎箱(1)的底部连接有与所述破碎箱(1)内部相连通的排水管(8)，所述排水管(8)上连接有过滤筒(801)，所述过滤筒(801)固定设置在所述破碎箱(1)的内部。

9.根据权利要求1所述的基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，其特征在于：所述破碎箱(1)的上侧面开设有可视窗槽(105)，所述可视窗槽(105)与所述破碎箱(1)的内部相连通，所述可视窗槽(105)的内部固定设置有可视窗(14)。

10.根据权利要求1所述的基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，其特征在于：所述破碎箱(1)的底侧面设置有若干个均匀分布的支撑脚(15)，所述支撑脚(15)的底部固定设置有支撑垫(16)。

技术总结
本技术涉及离子电池技术领域，具体为一种基于多电极阵列的锂离子电池正极集流体破碎回收装置，包括破碎箱，破碎箱的内部设置有多电极震荡组件，多电极震荡组件包括负极脉冲件和正极脉冲件，负极脉冲件上设置有棱角阴极条，正极脉冲件上设置有若干个棱角阳极条，负极脉冲件和正极脉冲件的中部转动设置有驱动轴，驱动轴上转动设置有清理组件。本技术三组棱角阴极条和三组棱角阳极条之间相互放电导通，使装置导通放电更为迅速，也便于产生更强烈的振荡波作用于箱体内的水，并向箱体内壁传播，与箱体内壁碰撞后产生反射波向锂离子电池处传递，锂离子电池受到阴极与阳极之间产生的振荡波，在多向冲击波作用下产生高频震荡，从而达到破碎的目的。

技术研发人员：李成祥,周言,陈丹,吴赵骁
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：20240319
技术公布日：2024/9/26