一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备的制作方法

本发明涉及锂离子电池回收，具体涉及一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备。

背景技术：

1、锂离子电池具有体积小、重量轻、能量密度大、工作电压高、循环寿命长和无记忆效应等一系列优点，已被广泛应用于摄像机、移动电话、笔记本电脑、照相机、便携式测量仪器、充电宝等，此外，它也是未来电动汽车、储能电站可选择的高能动力电源。锂离子电池使用寿命到了期限后，其后续的合理处理是一个需解决的重要问题。

2、目前，报废锂离子电池经拆解后获得的负极片或锂离子电池负极片生产过程产生的边角料、电极残片，在下一步处理前一般需要将负极片上的活性物质石墨与基体材料铜箔进行分离后回收。

3、在已有技术中，传统的分离方法往往依赖手工、化学溶剂或者低效的机械手段，难以在短时间内高效地完成大批量的负极片分离，导致回收过程耗时较长，且效率较低。化学分离方法使用强酸或强碱作为溶剂，存在对环境的潜在危害，且废水的处理问题较为复杂。在分离过程中，现有技术可能会对铜箔或石墨造成一定程度的损伤，影响回收材料的质量，降低其二次利用的价值。

4、因此我们对此做出改进，提出一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备，旨在至少解决上述现有技术存在的技术问题之一，为实现上述目的，本发明采用的技术解决方案如下：

2、一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备，包括预处理水箱、回收水箱、输送机构、极片固定装置、喷淋机构及回收液处理系统；其中，所述输送机构设置于所述回收水箱顶部，所述极片固定装置设置于所述输送机构上，所述极片固定装置用于将所述预处理水箱处理过的负极片固定在所述输送机构上，所述输送机构用于将固定在所述输送机构上的负极片输送至所述喷淋机构下方，所述喷淋机构固定设置在所述输送机构远离所述预处理水箱的一侧上方，所述喷淋机构喷出的水流将负极片上的石墨颗粒剥离，石墨颗粒随水流回收至所述回收水箱内，所述回收液处理系统与所述回收水箱连接，所述回收液处理系统用于处理回收至所述回收水箱内的含有石墨湿料的液体混合物。

3、作为本发明进一步的方案：所述输送机构包括支架，两个所述支架分别固定设置于所述回收水箱顶部两侧，两个所述支架两端之间分别转动设置有一个传动辊，两个传动辊之间搭接有传送带，所述传动辊通过驱动源驱动。

4、作为本发明进一步的方案：两个所述支架上都均匀设置有若干支撑杆，相对两个所述支撑杆顶部转动连接有支撑副辊，所述支撑副辊用于支撑所述传送带。

5、作为本发明进一步的方案：所述极片固定装置包括横板、竖板及固定螺栓，所述横板固定设置于所述传送带顶部表面，若干所述竖板通过所述固定螺栓均匀布设于所述横板上，所述竖板与所述横板十字交叉。

6、作为本发明进一步的方案：所述喷淋机构包括支撑板、喷淋管路及喷头，两个所述支撑板分别固定设置于两个所述支架上，所述喷淋管路架设于两个所述支架顶端，若干所述喷头均匀布设于所述喷淋管路上，所述喷头与所述喷淋管路内部连通。

7、作为本发明进一步的方案：所述回收液处理系统包括离心机、水循环系统及石墨湿料处理系统，所述离心机与所述回收水箱连通，所述离心机对所述回收水箱内的含有石墨湿料的液体混合物进行固液分离，分离后的液体进入所述水循环系统处理后输送至所述喷淋机构循环使用，分离后的固体石墨湿料进入所述石墨湿料处理系统处理成为石墨粉末。

8、作为本发明进一步的方案：所述输送机构、所述极片固定装置及所述喷淋机构均为防水材料制成。

9、作为本发明进一步的方案：所述预处理水箱顶部设置开口，所述预处理水箱侧面底部设置排水口。

10、作为本发明进一步的方案：所述输送机构架设于所述回收水箱顶部设置的开口正上方，所述回收液处理系统与所述回收水箱侧面底部的排液口连通。

11、作为本发明进一步的方案：还包括控制器，所述控制器至少与所述输送机构、所述喷淋机构及所述回收液处理系统通信连接。

12、本发明具有以下有益效果：

13、本发明通过设置预处理水箱、回收水箱、输送机构、极片固定装置、喷淋机构及回收液处理系统，先通过预处理水箱溶解水溶性粘接剂，降低负极片上石墨与铜箔的附着力，再通过极片固定装置将预处理过的负极片固定在输送机构上，然后输送机构将负极片运送至喷淋机构下方，喷淋机构喷水将石墨从铜箔上迅速分离，大大提高了分离效率。该设备能够在短时间内完成大批量负极片的处理，解决了现有技术中分离效率低的问题，设备的自动化设计减少了人工操作的需求，实现了负极片的自动输送和石墨和铜箔的高效分离。这不仅提高了生产效率，还减少了人为错误的发生，保证了回收过程的稳定性和一致性。

14、本发明对水溶性粘接剂预处理，避免了使用有害化学物质(如强酸、强碱等)，减少了对环境的污染和对回收过程中的废水处理难度，相比传统的化学分离方法，该设备更加环保，符合绿色回收理念。

15、本发明通过精准的加压喷头设计，在保证石墨被有效冲刷掉，而铜箔则保持完整，避免了传统机械分离方法中可能导致铜箔损伤的问题。这保证了铜箔的回收质量，使得铜箔能够重复利用，同时确保石墨回收的完整性，提高了回收材料的经济价值。

16、本发明的极片固定装置能够处理不同尺寸的锂离子电池负极片，具有较强的适应性，能够满足不同规模的回收需求。无论是小批量还是大批量的电池负极回收，都能够高效运作。

技术特征：

1.一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备，其特征在于：包括预处理水箱(1)、回收水箱(2)、输送机构(3)、极片固定装置(4)、喷淋机构(5)及回收液处理系统(6)；其中，所述输送机构(3)设置于所述回收水箱(2)顶部，所述极片固定装置(4)设置于所述输送机构(3)上，所述极片固定装置(4)用于将所述预处理水箱(1)处理过的负极片固定在所述输送机构(3)上，所述输送机构(3)用于将固定在所述输送机构(3)上的负极片输送至所述喷淋机构(5)下方，所述喷淋机构(5)固定设置在所述输送机构(3)远离所述预处理水箱(1)的一侧上方，所述喷淋机构(5)喷出的水流将负极片上的石墨颗粒剥离，石墨颗粒随水流回收至所述回收水箱(2)内，所述回收液处理系统(6)与所述回收水箱(2)连接，所述回收液处理系统(6)用于处理回收至所述回收水箱(2)内的含有石墨湿料的液体混合物。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备,其特征在于：所述输送机构(3)包括支架(31)，两个所述支架(31)分别固定设置于所述回收水箱(2)顶部两侧，两个所述支架(31)两端之间分别转动设置有一个传动辊(32)，两个传动辊(32)之间搭接有传送带(33)，所述传动辊(32)通过驱动源驱动。

3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备,其特征在于：两个所述支架(31)上都均匀设置有若干支撑杆(34)，相对两个所述支撑杆(34)顶部转动连接有支撑副辊(35)，所述支撑副辊(35)用于支撑所述传送带(33)。

4.根据权利要求2所述的一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备,其特征在于：所述极片固定装置(4)包括横板(41)、竖板(42)及固定螺栓(43)，所述横板(41)固定设置于所述传送带(33)顶部表面，若干所述竖板(42)通过所述固定螺栓(43)均匀布设于所述横板(41)上，所述竖板(42)与所述横板(41)十字交叉。

5.根据权利要求2所述的一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备,其特征在于：所述喷淋机构(5)包括支撑板(51)、喷淋管路(52)及喷头(53)，两个所述支撑板(51)分别固定设置于两个所述支架(31)上，所述喷淋管路(52)架设于两个所述支架(31)顶端，若干所述喷头(53)均匀布设于所述喷淋管路(52)上，所述喷头(53)与所述喷淋管路(52)内部连通。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备,其特征在于：所述回收液处理系统(6)包括离心机、水循环系统及石墨湿料处理系统，所述离心机与所述回收水箱(2)连通，所述离心机对所述回收水箱(2)内的含有石墨湿料的液体混合物进行固液分离，分离后的液体进入所述水循环系统处理后输送至所述喷淋机构(5)循环使用，分离后的固体石墨湿料进入所述石墨湿料处理系统处理成为石墨粉末。

7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备,其特征在于：所述输送机构(3)、所述极片固定装置(4)及所述喷淋机构(5)均为防水材料制成。

8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备,其特征在于：所述预处理水箱(1)顶部设置开口，所述预处理水箱(1)侧面底部设置排水口。

9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备,其特征在于：所述输送机构(3)架设于所述回收水箱(2)顶部设置的开口正上方，所述回收液处理系统(6)与所述回收水箱(2)侧面底部的排液口(21)连通。

10.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备,其特征在于：还包括控制器(7)，所述控制器(7)至少与所述输送机构(3)、所述喷淋机构(5)及所述回收液处理系统(6)通信连接。

技术总结
本发明公开了一种锂离子电池负极片上石墨和铜箔分离的集成设备，属于锂离子电池回收技术领域。包括预处理水箱、回收水箱、输送机构、极片固定装置、喷淋机构及回收液处理系统。先通过预处理水箱溶解水溶性粘接剂，降低负极片上石墨与铜箔的附着力，再通过极片固定装置将预处理过的负极片固定在输送机构上，然后输送机构将负极片运送至喷淋机构下方，喷淋机构喷水将石墨从铜箔上迅速分离。该设备能够在短时间内完成大批量负极片的处理，提高分离效率低，设备的自动化设计减少了人工操作的需求，实现了负极片的自动输送和石墨和铜箔的高效分离。这不仅提高了生产效率，还减少了人为错误的发生，保证了回收过程的稳定性和一致性。

技术研发人员：李文明,毕文团
受保护的技术使用者：合肥综合性国家科学中心能源研究院（安徽省能源实验室）
技术研发日：
技术公布日：2025/4/21