一种自动化锂电池回收装置

技术领域

本发明涉及锂电池回收技术领域，具体而言，涉及一种自动化锂电池回收装置。

背景技术

目前，随着新能源汽车的销售量不断攀升，退役电池量也即将进入快速上升期，现在回收电池的方式一般是首先对锂电池的电芯做破碎式处理，使得正极片、负极片、隔膜和外壳等全部变成小片或小颗粒混杂在一起，随后通过浮选、磁选、重力分选等方式将极片碎片(正极碎片或负极碎片)分选出来，接着将分选出来的极片碎片经过反应溶液(酸溶液或碱溶液)的浸泡实现电池材料和集流体的分离，从而实现锂电池的回收。现在分离电池材料和集流体的步骤一般都是人工实现的，浸泡反应后得到的电池材料和集流体均混在反应溶液内，需要人工对其进行物理分离，以使电池材料和集流体分开，操作繁琐，费时费力，分离效率低。

有鉴于此，设计制造出一种分离效率高的自动化锂电池回收装置特别是在锂电池回收中显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化锂电池回收装置，能够实现电池材料和集流体的自动化分离，方便快捷，省时省力，分离效率高，分离效果好。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种自动化锂电池回收装置，包括机架、第一驱动机构、容置筒、第二驱动机构、过滤盒、溶液收集箱和固体收集箱，第一驱动机构安装于机架上，且与容置筒连接，第二驱动机构安装于机架上，且与过滤盒连接，溶液收集箱和固体收集箱沿预设方向并排设置，且均安装于机架上，容置筒、过滤盒和溶液收集箱从上至下依次间隔设置，容置筒用于供极片碎片和反应溶液进行反应，以使极片碎片分离成集流体和电池材料，第一驱动机构用于带动容置筒转动，以使反应溶液带动集流体和电池材料流入过滤盒，过滤盒用于将集流体滤出，以使反应溶液和电池材料流入溶液收集箱，第二驱动机构用于带动过滤盒运动，以将集流体倒出至固体收集箱中。

可选地，第一驱动机构包括第一驱动电机和固定环，第一驱动电机安装于机架上，第一驱动电机的输出轴固定连接于固定环的外周面上，输出轴的轴向与固定环的径向共向，固定环套设于容置筒外，且与容置筒固定连接。

可选地，第二驱动机构包括第一驱动件、位移架、第二驱动电机和转动轴，第一驱动件安装于机架上，且与位移架连接，第一驱动件用于带动位移架沿预设方向运动，第二驱动电机安装于位移架上，且与转动轴传动连接，过滤盒的一侧固定连接于转动轴的周面上，第二驱动电机用于通过转动轴带动过滤盒翻转。

可选地，自动化锂电池回收装置还包括第三驱动机构和搅拌机构，第三驱动机构包括第二驱动件和第一升降架，第二驱动件安装于机架上，且与第一升降架连接，搅拌机构安装于第一升降架上，第二驱动件用于通过第一升降架带动搅拌机构伸入容置筒，搅拌机构用于对容置筒内的极片碎片和反应溶液进行搅拌。

可选地，搅拌机构包括第三驱动电机和搅拌桨，第三驱动电机安装于第一升降架上，且与搅拌桨传动连接，搅拌桨用于伸入容置筒，第三驱动电机用于带动搅拌桨转动。

可选地，搅拌机构还包括顶盖，顶盖与第一升降架固定连接，搅拌桨穿过顶盖设置，且与顶盖转动配合，顶盖用于盖设于容置筒上。

可选地，自动化锂电池回收装置还包括气体收集机构和输气管道，顶盖开设有让位口，输气管道的一端与让位口连通，另一端与气体收集机构连接。

可选地，自动化锂电池回收装置还包括第四驱动机构和清理机构，第四驱动机构包括第三驱动件和第二升降架，第三驱动件安装于机架上，且与第二升降架连接，清理机构安装于第二升降架上，第三驱动件用于通过第二升降架带动清理机构靠近过滤盒，清理机构用于将过滤盒内沾附的集流体清理至固体收集箱中。

可选地，清理机构包括鼓风机和导风罩，导风罩与第二升降架固定连接，导风罩相对设置有大端和小端，小端与鼓风机连接，大端用于与过滤盒抵持。

可选地，清理机构为振动器。

本发明提供的自动化锂电池回收装置具有以下有益效果：

本发明提供的自动化锂电池回收装置，第一驱动机构安装于机架上，且与容置筒连接，第二驱动机构安装于机架上，且与过滤盒连接，溶液收集箱和固体收集箱沿预设方向并排设置，且均安装于机架上，容置筒、过滤盒和溶液收集箱从上至下依次间隔设置，容置筒用于供极片碎片和反应溶液进行反应，以使极片碎片分离成集流体和电池材料，第一驱动机构用于带动容置筒转动，以使反应溶液带动集流体和电池材料流入过滤盒，过滤盒用于将集流体滤出，以使反应溶液和电池材料流入溶液收集箱，第二驱动机构用于带动过滤盒运动，以将集流体倒出至固体收集箱中。与现有技术相比，本发明提供的自动化锂电池回收装置由于采用了与容置筒连接的第一驱动机构以及与过滤盒连接的第二驱动机构，所以能够实现电池材料和集流体的自动化分离，方便快捷，省时省力，分离效率高，分离效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的自动化锂电池回收装置在过滤盒滤出集流体时的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的自动化锂电池回收装置在过滤盒倒出集流体时的主视图；

图3为本发明实施例提供的自动化锂电池回收装置在过滤盒倒出集流体时的轴测视图；

图4为本发明实施例提供的自动化锂电池回收装置中第三驱动机构与搅拌机构连接的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的自动化锂电池回收装置中第四驱动机构与清理机构连接的结构示意图。

图标：100-自动化锂电池回收装置；110-机架；120-第一驱动机构；121-第一驱动电机；122-固定环；123-输出轴；130-容置筒；140-第二驱动机构；141-第一驱动件；142-位移架；143-第二驱动电机；144-转动轴；150-过滤盒；151-筛孔；160-溶液收集箱；170-固体收集箱；180-第三驱动机构；181-第二驱动件；182-第一升降架；190-搅拌机构；191-第三驱动电机；192-搅拌桨；193-顶盖；194-让位口；200-第四驱动机构；201-第三驱动件；202-第二升降架；210-清理机构；211-鼓风机；212-导风罩；213-大端；214-小端；220-气体收集机构；230-输气管道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

请结合参照图1至图3，本发明实施例提供了一种自动化锂电池回收装置100，用于对极片碎片进行回收处理。其能够实现电池材料和集流体的自动化分离，方便快捷，省时省力，分离效率高，分离效果好。

本实施例中，极片碎片为正极碎片，集流体为铝箔，自动化锂电池回收装置100用于对正极碎片进行回收处理，以得到铝箔和电池材料。但并不仅限于此，在其它实施例中，极片碎片为负极碎片，此时集流体为铜箔，自动化锂电池回收装置100能够将负极碎片分离得到铜箔和电池材料。

自动化锂电池回收装置100包括机架110、第一驱动机构120、容置筒130、第二驱动机构140、过滤盒150、溶液收集箱160、固体收集箱170、第三驱动机构180、搅拌机构190、第四驱动机构200和清理机构210。第一驱动机构120安装于机架110上，且与容置筒130连接，第一驱动机构120用于带动容置筒130运动。第二驱动机构140安装于机架110上，且与过滤盒150连接，第二驱动机构140用于带动过滤盒150运动。溶液收集箱160和固体收集箱170沿预设方向并排设置，且均安装于机架110上，溶液收集箱160用于收集附着有电池材料的反应溶液，固体收集箱170用于收集集流体。容置筒130、过滤盒150和溶液收集箱160从上至下依次间隔设置，容置筒130用于供极片碎片和反应溶液进行反应，以使极片碎片分离成集流体和电池材料。第一驱动机构120用于带动容置筒130转动，以使反应溶液带动集流体和电池材料流入过滤盒150；过滤盒150用于将集流体滤出，以使反应溶液和电池材料流入溶液收集箱160，并使集流体保留在过滤盒150内；第二驱动机构140用于带动过滤盒150运动，以将集流体倒出至固体收集箱170中。这样一来，能够方便快捷地将集流体和电池材料分开，实现电池材料和集流体的自动化分离，省时省力，分离效率高，分离效果好。

具体地，极片碎片分离形成集流体和电池材料，其中，集流体呈片状，集流体的面积大于过滤盒150上筛孔151的面积，集流体不能通过筛孔151离开过滤盒150，过滤盒150能够对集流体进行收集；电池材料呈粉尘状，电池材料能够附着于反应溶液内，并在反应溶液的带动下流出筛孔151。这样一来，当极片碎片分离完成后，通过反应溶液带动集流体和电池材料流入过滤盒150，在此过程中，过滤盒150将集流体滤出，而反应溶液附带电池材料流入溶液收集箱160，以便于进行下一步将电池材料从反应溶液中分离出来的工序。

需要说明的是，第三驱动机构180安装于机架110上，且与搅拌机构190连接，第三驱动机构180用于带动搅拌机构190伸入容置筒130，搅拌机构190用于对容置筒130内的极片碎片和反应溶液进行搅拌，以加速极片碎片和反应溶液之间的反应，从而加速电池材料从集流体上脱离，实现电池材料和集流体的快速分离。

进一步地，第四驱动机构200安装于机架110上，且与清理机构210连接，第四驱动机构200用于带动清理机构210靠近过滤盒150，清理机构210用于将过滤盒150内沾附的集流体清理至固体收集箱170中，以避免集流体始终沾附于过滤盒150内而导致集流体浪费的情况发生，提高材料回收率。

请参照图4，第一驱动机构120包括第一驱动电机121和固定环122。第一驱动电机121安装于机架110上，第一驱动电机121的输出轴123固定连接于固定环122的外周面上，输出轴123的轴向与固定环122的径向共向，输出轴123能够在第一驱动电机121启动时带动固定环122沿其径向转动。固定环122套设于容置筒130外，且与容置筒130固定连接，固定环122能够在转动过程中带动容置筒130发生翻转，以使容置筒130内的反应溶液带动集流体和电池材料向下流出至过滤盒150内，从而便于实现过滤盒150的过滤功能。

第二驱动机构140包括第一驱动件141、位移架142、第二驱动电机143和转动轴144。第一驱动件141安装于机架110上，且与位移架142连接，第一驱动件141用于带动位移架142沿预设方向运动，以使位移架142在溶液收集箱160和固体收集箱170之间运动。第二驱动电机143安装于位移架142上，且与转动轴144传动连接，过滤盒150的一侧固定连接于转动轴144的周面上，第二驱动电机143用于通过转动轴144带动过滤盒150翻转，以将过滤盒150内的集流体倒出至固体收集箱170内。

具体地，在将集流体倒出至固体收集箱170的过程中，首先利用第一驱动件141依次通过位移架142、第二驱动电机143和转动轴144带动过滤盒150运动至预设位置，在此过程中，过滤盒150的开口朝上，集流体随着过滤盒150运动；随后利用第二驱动电机143通过转动轴144带动过滤盒150向上翻转180度，以使过滤盒150设置于固体收集箱170的上方，此时过滤盒150的开口朝下，集流体在重力作用下掉落至固体收集箱170内。

第三驱动机构180包括第二驱动件181和第一升降架182。第二驱动件181安装于机架110上，且与第一升降架182连接，第二驱动件181用于带动第一升降架182上升或者下降。搅拌机构190安装于第一升降架182上，第二驱动件181用于通过第一升降架182带动搅拌机构190伸入容置筒130，搅拌机构190用于对容置筒130内的极片碎片和反应溶液进行搅拌，以加速极片碎片的分离速度，实现电池材料和集流体的快速分离。具体地，搅拌机构190设置于容置筒130的上方；第二驱动件181能够通过第一升降架182带动搅拌机构190下降，以使搅拌机构190伸入容置筒130，从而便于实现搅拌功能；第二驱动件181还能够通过第一升降架182带动搅拌机构190上升，以使搅拌机构190脱出容置筒130，从而便于向容置筒130内添加极片碎片和反应溶液。

搅拌机构190包括第三驱动电机191、搅拌桨192和顶盖193。第三驱动电机191安装于第一升降架182上，且与搅拌桨192传动连接，搅拌桨192用于伸入容置筒130，第三驱动电机191用于带动搅拌桨192转动，以对容置筒130内的极片碎片和反应溶液进行搅拌。顶盖193与第一升降架182固定连接，搅拌桨192穿过顶盖193设置，且与顶盖193转动配合，顶盖193用于盖设于容置筒130上，以实现对容置筒130的密封功能，防止容置筒130内的反应溶液或者极片碎片在搅拌作用下向外溅出，保证材料回收率。

本实施例中，自动化锂电池回收装置100还包括气体收集机构220和输气管道230。顶盖193开设有让位口194，输气管道230的一端与让位口194连通，另一端与气体收集机构220连接。具体地，在极片碎片和反应溶液的反应过程中会产生氢气，气体收集机构220能够通过输气管道230将该氢气收集起来，以便于进行后续处理。

请参照图5，第四驱动机构200包括第三驱动件201和第二升降架202。第三驱动件201安装于机架110上，且与第二升降架202连接，第三驱动件201用于带动第二升降架202上升或者下降。清理机构210安装于第二升降架202上，第三驱动件201用于通过第二升降架202带动清理机构210靠近过滤盒150，清理机构210用于将过滤盒150内沾附的集流体清理至固体收集箱170中，以防止集流体浪费。具体地，当第二驱动机构140带动过滤盒150翻转至固体收集箱170的上方时，清理机构210设置于过滤盒150的上方；第三驱动件201能够通过第二升降架202带动清理机构210下降，以使清理机构210靠近过滤盒150，从而便于实现清理功能；第三驱动件201还能够通过第二升降架202带动清理机构210上升，以使清理机构210远离过滤盒150，从而便于实现过滤盒150的翻转动作。

清理机构210包括鼓风机211和导风罩212。导风罩212与第二升降架202固定连接，第三驱动件201能够通过第二升降架202带动导风罩212上升或者下降。导风罩212相对设置有大端213和小端214，小端214与鼓风机211连接，大端213用于与过滤盒150抵持，鼓风机211用于向导风罩212内吹风，以使气流从小端214流至大端213，并通过过滤盒150的筛孔151向外排出，以将过滤盒150内沾附的集流体吹出至固体收集箱170中。具体地，导风罩212用于罩设于过滤盒150上，以保证鼓风机211吹出的气流均能够通过过滤盒150的筛孔151流出，提高出风效率，增强对集流体的吹离效果。

本实施例中，清理机构210通过吹风的方式将过滤盒150内沾附的集流体吹出至固体收集箱170，但并不仅限于此，在其它实施例中，清理机构210为振动器，振动器与过滤盒150抵持，振动器通过带动过滤盒150振动的方式将过滤盒150内沾附的集流体抖落至固体收集箱170。

本实施例中，第一驱动件141、第二驱动件181和第三驱动件201均为电缸，但并不仅限于此，在其它实施例中，第一驱动件141、第二驱动件181和第三驱动件201可以均为液压缸，也可以均为气缸，对第一驱动件141、第二驱动件181和第三驱动件201的类型不作限定。

值得注意的是，在自动化锂电池回收装置100的工作过程中，首先将一定比例的极片碎片和反应溶液置入容置筒130；随后利用第三驱动机构180带动搅拌机构190下降并伸入容置筒130，利用搅拌机构190对极片碎片和反应溶液进行搅拌，使其快速反应；反应完成后，极片碎片分离形成电池材料和集流体，此时利用第三驱动机构180带动搅拌机构190上升复位并脱出容置筒130，以防止搅拌机构190对容置筒130的翻转产生干涉；接着利用第一驱动机构120带动容置筒130翻转180度，以将其内盛装的附着有电池材料和集流体的反应溶液倒出至过滤盒150内，在此过程中，过滤盒150将集流体滤出，电池材料随着反应溶液通过过滤盒150的筛孔151流出至溶液收集箱160；然后利用第二驱动机构140带动过滤盒150运动至预设位置，并带动过滤盒150翻转180度，以将其内盛装的集流体倒出至固体收集箱170；接着利用第四驱动机构200带动清理机构210下降至与过滤盒150抵持，利用清理机构210将过滤盒150内沾附的集流体吹出至固体收集箱170，完成回收作业；最后利用第四驱动机构200带动清理机构210复位，利用第二驱动机构140带动过滤盒150复位，利用第一驱动机构120带动容置筒130复位，以便于进行下次回收。

本发明实施例提供的自动化锂电池回收装置100，第一驱动机构120安装于机架110上，且与容置筒130连接，第二驱动机构140安装于机架110上，且与过滤盒150连接，溶液收集箱160和固体收集箱170沿预设方向并排设置，且均安装于机架110上，容置筒130、过滤盒150和溶液收集箱160从上至下依次间隔设置，容置筒130用于供极片碎片和反应溶液进行反应，以使极片碎片分离成集流体和电池材料，第一驱动机构120用于带动容置筒130转动，以使反应溶液带动集流体和电池材料流入过滤盒150，过滤盒150用于将集流体滤出，以使反应溶液和电池材料流入溶液收集箱160，第二驱动机构140用于带动过滤盒150运动，以将集流体倒出至固体收集箱170中。与现有技术相比，本发明提供的自动化锂电池回收装置100由于采用了与容置筒130连接的第一驱动机构120以及与过滤盒150连接的第二驱动机构140，所以能够实现电池材料和集流体的自动化分离，方便快捷，省时省力，分离效率高，分离效果好。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。