一种锂电池石墨负极片回收的清洗装置及方法

技术领域

本发明涉及锂电池回收技术领域，尤其涉及一种锂电池石墨负极片回收的清洗装置及方法。

背景技术

锂电池负极片上的石墨材料，因其性能稳定、安全环保、价格便宜，在新能源汽车和储能电池等领域应用十分广泛。近年来，锂电池的广泛应用使其产量大幅上升，但是，在电池负极片生产过程中，不论是涂布还是极片冲切过程，均会产生废弃的边角料。如果不能对这些边角料进行有效的回收利用，将造成资源的严重浪费。

这些极片加工过程中产生的边角料的特点是没有加注电解液和过充放电循环，极片上的活性物质保持了初始性能状态。探索一种高效环保的边角料回收方法及装置，具有现实需求和良好的经济价值。

锂电池石墨负极片大多采用的是水溶性粘结剂，在搅拌杆搅拌及移动摩擦下，这些石墨会很容易脱落下来；但那些没被搅拌及经历移动摩擦的极片，则其大部分负极片的石墨很难自然脱落，极片中的铜箔也洗不干尽。

为了洗净铜箔，往往会增加搅拌工作量，这容易造成极片局部过度搅拌和摩擦，造成极片中的铜箔将发生破碎，铜粉混入石墨中。

搅拌和摩擦到每一个极片，缩短洗涤时长、减少铜箔的破碎，洗干净铜箔，是石墨负极片边角料回收装置的重要内容。

发明内容

为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种锂电池石墨负极片回收的清洗装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种锂电池石墨负极片回收的清洗装置及方法，包括清洗水池，所述清洗水池内安装有输送网链，清洗水池内位于输送网链的上方分别安装有转动第一“十”字搅拌轮、第二“十”字搅拌轮和第三“十”字搅拌轮，第一“十”字搅拌轮、第二“十”字搅拌轮和第三“十”字搅拌轮分别通过三个独立的旋转电机驱动。

优选地，所述清洗水池的底部设有多个“V”字形的石墨收集凹槽，清洗水池的一侧与石墨收集凹槽对应位置设有石墨排出口，石墨收集凹槽内安装有转动输送螺杆，输送螺杆的一端延伸至石墨排出口内，石墨排出口上设有自动封堵机构。

优选地，所述自动封堵机构包括转动安装的封堵板，封堵板的安装转轴上固定有齿轮，石墨排出口的上方通过滑轨滑动安装有水平滑动块，水平滑动块的底端固定有齿条，齿条与齿轮啮合。

优选地，所述水平滑动块的顶端固定有螺纹套筒，螺纹套筒内设有螺纹杆，螺纹杆通过第二旋转电机驱动转动。

优选地，所述清洗水池靠近石墨排出口的一侧设有石墨输送带，石墨输送带的一侧放置有石墨收集箱。

优选地，所述输送螺杆远离石墨排出口的一端固定有第一皮带轮，多个第一皮带轮之间通过皮带首尾依次连接，其中一个第一皮带轮上同轴有第二皮带轮，第一“十”字搅拌轮的安装转轴上固定有第三皮带轮，清洗水池的外壁上还安装有转动第四皮带轮，第三皮带轮与第四皮带轮的外侧之间套设有皮带，清洗水池的外壁上还通过支架安装有转动第五皮带轮，第五皮带轮靠近第四皮带轮的一侧固定有多边形插销，第四皮带轮和第五皮带轮之间设有多边形套筒，多边形套筒转动安装在支架上，支架通过气缸驱动，多边形插销延伸至多边形套筒内，多边形套筒的一端固定有摩擦盘，第五皮带轮与第五皮带轮的外侧之间套设有皮带。

优选地，所述清洗水池的一侧设有支架，支架的顶端放置有铜箔收集箱，所述输送网链包括网带和网杆，网带位于网杆位置的厚度与其它位置的厚度相同。

优选地，所述清洗水池的底端安装有污水排放管，污水排放管内设有过滤网。

一种锂电池石墨负极片回收的清洗方法，包括以下步骤：

S1：投料

将清洗水池内装满热水，驱动第一“十”字搅拌轮、第二“十”字搅拌轮和第三“十”字搅拌轮逆时针转动，输送网链逆时针转动，在第一“十”字搅拌轮和第二“十”字搅拌轮之间投料，投入的物料先后经过第二“十”字搅拌轮和第三“十”字搅拌轮逆时针转动的搅拌接力投送，均匀到达第三“十”字搅拌轮的外端。输送网链是逆时针转动，物料将滞留于第三“十”字搅拌轮的外端与池子出料端之间。

S2：清洗状态A

驱动第一“十”字搅拌轮逆时针旋转，驱动第二“十”字搅拌轮和第三“十”字搅拌轮顺时针旋转，输送网链逆时针旋转，第一“十”字搅拌轮的作用是阻止输送网链转动将物料带出；

先后经过第三“十”字搅拌轮、第二“十”字搅拌轮的搅拌反向投送，在搅拌轮及输送网链的作用下，第三“十”字搅拌轮外端的物料又被均匀送回到第一“十”字搅拌轮和第二“十”字搅拌轮之间的位置；

S3：清洗状态B

驱动第一“十”字搅拌轮、第二“十”字搅拌轮和第三“十”字搅拌轮逆时针转动，输送网链逆时针转动，第一“十”字搅拌轮的作用是阻止输送网链转动将物料带出；先后经过第二“十”字搅拌轮、第三“十”字搅拌轮的搅拌投送，在搅拌轮及输送网链的作用下，第一“十”字搅拌轮和第二“十”字搅拌轮之间的物料又被均匀送到第三“十”字搅拌轮的外端；

S4：持续清洗

状态A与状态B多次反复轮回，直至铜箔洗净；

S5：出料

驱动第一“十”字搅拌轮逆时针旋转，第二“十”字搅拌轮和第三“十”字搅拌轮逆时针旋转，输送网链顺时针旋转，在搅拌轮及输送网链的作用下，第一“十”字搅拌轮逆时针旋转与第二“十”字搅拌轮的之间的物料又被均匀送到第三“十”字搅拌轮的外端，沉落在输送网链上，顺时针转动的输送网链接力将物料带出清洗水池外，落到铜箔收集箱内，污水通过污水排放管过滤并排出，石墨通过石墨收集凹槽排出并落到石墨输送带的顶端，并输送到石墨收集箱内收集。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，在清洗过程中，清洗水池内极片被连续移动，移动中的极片被各搅拌轮的连续搅拌，并与输送网链产生摩擦，使石墨脱落沉入输送网链下方，洗净的铜箔留在网链上方，该方法尽可能地让每一个极片被均匀地搅拌、与网链摩擦，使极片的石墨脱落干净，且清洗完成之后石墨、废水和铜箔能够很好的被分离开来。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明的第一视角(省略输送网链)立体图；

图2为本发明的第二视角(省略输送网链)立体图；

图3为本发明的主视图(省略输送网链)；

图4为本发明的第三视角(省略输送网链)立体图；

图5为图4中A位置放大细节图；

图6为本发明的自动封堵机构结构示意图；

图7为本发明的输送螺杆安装位置示意图；

图8为本发明的输送网链安装位置示意图；

图9为本发明的投料步骤示意图；

图10为本发明的清洗状态A步骤示意图；

图11为本发明的清洗状态B步骤示意图；

图12为本发明的出料步骤示意图；

图13为现有技术中输送网链结构示意图；

图14为本发明的中输送网链结构示意图；

图中：1清洗水池、2输送网链、201铜箔收集箱、3旋转电机、301第一“十”字搅拌轮、302第二“十”字搅拌轮、303第三“十”字搅拌轮、4石墨收集凹槽、401石墨排出口、402封堵板、403齿轮、404水平滑动块、405齿条、406螺纹套筒、407螺纹杆、408第二旋转电机、5污水排放管、6石墨输送带、7石墨收集箱、8第三皮带轮、801第四皮带轮、802第五皮带轮、803多边形插销、804气缸、805多边形套筒、806摩擦盘、807第一皮带轮、808第二皮带轮。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例1

参照图1-12，一种锂电池石墨负极片回收的清洗装置一种锂电池石墨负极片回收的清洗装置及方法，包括清洗水池1，清洗水池1内安装有输送网链2，清洗水池1内位于输送网链2的上方分别安装有转动第一“十”字搅拌轮301、第二“十”字搅拌轮302和第三“十”字搅拌轮303，第一“十”字搅拌轮301、第二“十”字搅拌轮302和第三“十”字搅拌轮303分别通过三个独立的旋转电机3驱动，

输送网链2上放入石墨极片。清洗水池1内石墨极片被连续移动，移动中的石墨极片被各搅拌轮的连续搅拌，并与输送网链2产生摩擦，使石墨脱落沉入输送网链2下方，洗净的铜箔留在输送网链2上方。

实施例2

参照图1-12，本实施例与实施例1的区别在于，清洗水池1的底部设有多个“V”字形的石墨收集凹槽4，清洗水池1的一侧与石墨收集凹槽4对应位置设有石墨排出口401，石墨收集凹槽4内安装有转动输送螺杆402，输送螺杆402的一端延伸至石墨排出口401内，石墨排出口401上设有自动封堵机构；

清洗脱落的石墨落入到石墨收集凹槽4内，通过输送螺杆402转动可将石墨从石墨排出口401排出。

其中，自动封堵机构包括转动安装的封堵板402，封堵板402的安装转轴上固定有齿轮403，石墨排出口401的上方通过滑轨滑动安装有水平滑动块404，水平滑动块404的底端固定有齿条405，齿条405与齿轮403啮合，水平滑动块404的顶端固定有螺纹套筒406，螺纹套筒406内设有螺纹杆407，螺纹杆407通过第二旋转电机408驱动转动；

第二旋转电机408带动螺纹杆407转动时能够带动螺纹套筒406和水平滑动块404水平移动，进而能够带动齿条405水平移动，通过齿条405与齿轮403啮合即可带动封堵板402转动，达到自动开合石墨排出口401的目的。

实施例3

参照图1-14，本实施例与实施例2的区别在于，清洗水池1靠近石墨排出口401的一侧设有石墨输送带6，石墨输送带6的一侧放置有石墨收集箱7,石墨通过石墨收集凹槽4排出并落到石墨输送带6的顶端，并输送到石墨收集箱7内收集。

其中，输送螺杆402远离石墨排出口401的一端固定有第一皮带轮807，多个第一皮带轮807之间通过皮带首尾依次连接，其中一个第一皮带轮807上同轴有第二皮带轮808，第一“十”字搅拌轮301的安装转轴上固定有第三皮带轮8，清洗水池1的外壁上还安装有转动第四皮带轮801，第三皮带轮8与第四皮带轮801的外侧之间套设有皮带，清洗水池1的外壁上还通过支架安装有转动第五皮带轮802，第五皮带轮802靠近第四皮带轮801的一侧固定有多边形插销803，第四皮带轮801和第五皮带轮802之间设有多边形套筒805，多边形套筒805转动安装在支架上，支架通过气缸804驱动，多边形插销803延伸至多边形套筒805内，多边形套筒805的一端固定有摩擦盘806，第五皮带轮802与第五皮带轮802的外侧之间套设有皮带；

当通过气缸804缩短带动摩擦盘806与第四皮带轮801接触，此时第四皮带轮801即可带动第五皮带轮802转动，进而带动第二皮带轮808转动，进而带动多个第一皮带轮807同步转动，从而带动输送螺杆402转动，可将石墨从石墨排出口401排出。

其中，清洗水池1的一侧设有支架，支架的顶端放置有铜箔收集箱201，通常，处于强度的考虑，输送网链2一般选用较粗的网杆203，输送网链2越宽，需要选用越粗的网杆203，相对而言，网带202的厚度较薄，套设在网杆203外部的部分网链厚度较大，输送网链2容易在相邻网杆203之间形成凹陷(参照图13)，处于凹陷处的极片在搅拌清洗时，会保持不动，也不会与输送网链2发生移动摩擦，造成该部分极片的铜箔洗不干净，从而影响极片整体脱粉效果，为此，输送网链2包括网带202和网杆203，网带202位于网杆203位置的厚度与其它位置的厚度相同，使得相邻网杆203之间的网带202不会产生凹陷，整体较为平整，从而不会发生极片无法被搅拌到的情况，铜箔清洗更加完全，极片整体脱粉效果更好。

其中，清洗水池1的底端安装有污水排放管5，污水排放管5内设有过滤网。

一种锂电池石墨负极片回收的清洗方法，包括以下步骤：

S1：投料

将清洗水池1内装满热水，驱动第一“十”字搅拌轮301、第二“十”字搅拌轮302和第三“十”字搅拌轮303逆时针转动，输送网链2逆时针转动，在第一“十”字搅拌轮301和第二“十”字搅拌轮302之间投料，投入的物料先后经过第二“十”字搅拌轮302和第三“十”字搅拌轮303逆时针转动的搅拌接力投送，均匀到达第三“十”字搅拌轮303的外端。输送网链2是逆时针转动，物料将滞留于第三“十”字搅拌轮303的外端与池子出料端之间。

S2：清洗状态A

驱动第一“十”字搅拌轮301逆时针旋转，驱动第二“十”字搅拌轮302和第三“十”字搅拌轮303顺时针旋转，输送网链2逆时针旋转，第一“十”字搅拌轮301的作用是阻止输送网链2转动将物料带出；

先后经过第三“十”字搅拌轮303、第二“十”字搅拌轮302的搅拌反向投送，在搅拌轮及输送网链2的作用下，第三“十”字搅拌轮303外端的物料又被均匀送回到第一“十”字搅拌轮301和第二“十”字搅拌轮302之间的位置；

S3：清洗状态B

驱动第一“十”字搅拌轮301、第二“十”字搅拌轮302和第三“十”字搅拌轮303逆时针转动，输送网链2逆时针转动，第一“十”字搅拌轮301的作用是阻止输送网链2转动将物料带出；先后经过第二“十”字搅拌轮302、第三“十”字搅拌轮303的搅拌投送，在搅拌轮及输送网链2的作用下，第一“十”字搅拌轮301和第二“十”字搅拌轮302之间的物料又被均匀送到第三“十”字搅拌轮303的外端；

S4：持续清洗

状态A与状态B多次反复轮回，直至铜箔洗净；

S5：出料

驱动第一“十”字搅拌轮301逆时针旋转，第二“十”字搅拌轮302和第三“十”字搅拌轮303逆时针旋转，输送网链2顺时针旋转，在搅拌轮及输送网链2的作用下，第一“十”字搅拌轮301逆时针旋转与第二“十”字搅拌轮302的之间的物料又被均匀送到第三“十”字搅拌轮303的外端，沉落在输送网链2上，顺时针转动的输送网链2接力将物料带出清洗水池1外，落到铜箔收集箱201内，污水通过污水排放管5过滤并排出，石墨通过石墨收集凹槽4排出并落到石墨输送带6的顶端，并输送到石墨收集箱7内收集。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。