一种废旧锂电池正极材料回收装置及方法

技术领域

本发明涉及电池回收技术领域，尤其涉及一种废旧锂电池正极材料回收装置及方法。

背景技术

电池回收黑粉是一种回收利用废旧电池中有价值的物质技术，黑粉是指废旧电池中的铅、锌、铝等金属氧化物，这些金属氧化物可以通过回收再利用获得较高的经济收益。

目前，在回收电池黑粉时，通常是先将极卷从外壳中取出，然后将极卷直接进行破碎分选得到黑粉；但是极卷在破碎过程中会产生大量粉尘，为了保证良好的工作环境，一般会设置除尘设备对极卷破碎产生的粉尘进行收集，而粉尘容易粘附在除尘设备内，导致不易收集，且会降低黑粉的回收率；再加上。极卷的卷绕层在破碎时，会形成条状物缠绕在破碎刀上，从而影响极卷的破碎工作。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种废旧锂电池正极材料回收装置及方法，能够克服现有的黑粉回收方法在使用时，黑粉的回收率较低，且极卷的卷绕层在破碎时，会形成条状物缠绕在破碎刀上而影响极卷的破碎工作的缺点。

技术方案为：

一种废旧锂电池正极材料回收装置，包括有连接架、装料桶、电机一和转动刀架，装料桶与连接架连接，电机一与装料桶连接，转动刀架与电机一的输出轴连接，以驱动转动刀架转动对极卷进行破碎，还包括有过滤罩、鼓风机、三通管、刮杆、连接管、喷管、挡料组件、切断机构和上料机构，装料桶内顶部连接有用于过滤粉尘的过滤罩，鼓风机与装料桶连接，三通管连通装料桶和鼓风机的出风口，以使鼓风机往右吹风时，三通管下端会产生吸力抽取粉尘，使粉尘粘附在过滤罩上，刮杆与转动刀架连接，刮杆与过滤罩接触，连接管与三通管连接，喷管与刮杆连接，喷管与连接管转动连接并密封配合，以使喷管可随刮杆转动并朝着过滤罩上的粉尘进行喷洒水雾，装料桶上设有挡料组件，上料机构用于将极卷批量送入装料桶内，切断机构用于将缠绕在转动刀架上的绕卷层切断。

优选的是，切断机构包括有切刀、拉绳、固定块、导线环一、导线环二、连接块、安装块、转动块、复位扭簧和连接弹簧，切刀与转动刀架滑动连接并可上下滑动，以将缠绕在转动刀架上的绕卷层切断，拉绳一端与切刀连接，转动刀架上连接有固定块和导线环一，导线环二与刮杆连接，以使导线环二可随刮杆同步转动，拉绳滑动式贯穿固定块、导线环一和导线环二，装料桶内间隔连接有多个连接块，且拉绳另一端连接有安装块，转动块与安装块转动连接，复位扭簧连接转动块和安装块，连接弹簧连接切刀和固定块，以使切刀弹性复位，连接弹簧绕在拉绳外侧。

优选的是，上料机构包括有上料框、电动推杆、固定挡板和推料组件，上料框与连接架连接，且上料框与装料桶连通，以将极卷导入装料桶内，电动推杆与上料框连接，固定挡板与电动推杆的伸缩杆连接，以驱动固定挡板上下运动，固定挡板与装料桶滑动连接，固定挡板往下运动会挡住装料桶内的粉尘，推料组件用于将上料框内的极片推动至装料桶内。

优选的是，推料组件包括有电机三、螺杆、滑动座、导向杆、推动板和滚轮，电机三与上料框连接，螺杆与上料框转动连接，且螺杆与电机三的输出轴连接，以驱动螺杆转动，滑动座与螺杆螺纹连接，以使螺杆转动带动滑动座移动，导向杆与上料框连接，且滑动座与导向杆滑动连接，以对滑动座进行导向，推动板与滑动座转动连接，推动板可随滑动座同步移动将上料框内的极片推动至装料桶内，滚轮与推动板连接，且滚轮均可在上料框内底部滚动。

优选的是，挡料组件包括有电机二和转动挡板，电机二与装料桶连接，转动挡板与电机二的输出轴连接，以驱动转动挡板转动以切换打开或关闭状态。

优选的是，还包括有筛分机构，筛分机构包括有出料框、安装板、减震弹簧、下料斗、振动电机和滤板，连接架上连接有出料框和安装板，出料框与装料桶连通，以使转动挡板转动打开时，装料桶内破碎后的极卷能通过出料框排出，安装板上通过多个减震弹簧连接有用于将黑粉导向下料的下料斗，振动电机与安装板连接，振动电机的输出端与下料斗连接，以驱动下料斗左右往复振动，滤板与下料斗连接，以使滤板可随下料斗左右往复振动对破碎后的极卷进行筛分。

优选的是，筛分机构还包括有橡胶条，橡胶条连接滤板与出料框。

优选的是，还包括有搅动板，转动刀架上对称连接有两个搅动板。

优选的是，还包括有毛刷，搅动板相互远离的一侧均连接有毛刷，毛刷均与装料桶内壁接触。

本发明还提供了一种废旧锂电池正极材料回收装置的使用方法，包括以下步骤：首先可将连接管外接水源，再通过电动推杆驱动固定挡板往上运动，然后将极卷批量放入上料框内，再通过电机三驱动螺杆转动，驱动推动板往右下方移动，将上料框内的极卷推入装料桶内，然后通过电动推杆驱动固定挡板往下运动，再通过电机一驱动转动刀架转动对装料桶内的极卷进行搅动破碎，然后通过鼓风机往右吹风，使三通管下端产生吸力，粉尘能集中粘附在过滤罩上，同时转动刀架带动刮杆和喷管转动，喷管能朝着过滤罩上的粉尘喷洒水雾，使粉尘结块，刮杆能将结块的粉尘刮落，达到除尘的目的，结块的粉尘掉落至装料桶内底部后会散开，从而不影响后续的筛分工作；同时转动刀架能带动安装块和转动块同步转动，当转动块与连接块接触时，导线环二会拉扯拉绳，使拉绳拉动切刀往上运动，当转动块与连接块分离时，连接弹簧能带动切刀往下运动复位，如此往复，使切刀持续上下往复运动，切刀能将缠绕在转动刀架上的绕卷层切断。

有益效果：

1、本发明通过鼓风机往右吹风，可利用负压使三通管下端产生吸力，从而能使粉尘集中粘附在过滤罩上，同时通过转动刀架带动刮杆和喷管转动，喷管能朝着过滤罩上的粉尘喷洒水雾，使粉尘结块，而刮杆能将结块的粉尘刮落，方便后续对黑粉进行收集处理，提高黑粉的回收率。

2、本发明通过切断机构的作用，能利用转动刀架的转动驱动切刀持续上下往复运动，每当极卷的绕卷层缠绕在转动刀架上时，切刀均能将缠绕在转动刀架上的绕卷层切断，从而能保证极卷的破碎工作正常进行。

3、本发明通过振动电机可驱动下料斗和滤板左右往复振动，滤板能够对破碎后的极卷进行筛分，使黑粉往下掉落并可通过下料斗往外排出，而杂质会留在滤板上，并随着滤板振动往右排出。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明装料桶的剖视图。

图3为本发明装料桶和过滤罩的剖视图。

图4为本发明刮杆、连接管和喷管的立体结构示意图。

图5为本发明切断机构的立体结构示意图。

图6为本发明切断机构的局部立体结构示意图。

图7为本发明图6的A部分放大图。

图8为本发明安装块、转动块和复位扭簧的立体结构示意图。

图9为本发明上料机构的立体结构示意图。

图10为本发明上料框的剖视图。

图11为本发明滑动座的立体结构示意图。

图12为本发明筛分机构的立体结构示意图。

图13为本发明筛分机构的局部立体结构示意图。

图14为本发明下料斗的立体结构示意图。

图15为本发明搅动板和毛刷的立体结构示意图。

图中标号名称：1、连接架，2、装料桶，3、电机一，4、转动刀架，5、电机二，6、转动挡板，7、过滤罩，8、鼓风机，9、三通管，10、刮杆，11、连接管，12、喷管，131、切刀，132、拉绳，133、固定块，134、导线环一，135、导线环二，136、连接块，137、安装块，138、转动块，139、复位扭簧，1311、连接弹簧，14、上料机构，141、上料框，142、电动推杆，143、固定挡板，144、电机三，145、螺杆，146、滑动座，147、导向杆，148、推动板，149、滚轮，15、筛分机构，151、出料框，152、安装板，153、减震弹簧，154、下料斗，155、振动电机，156、滤板，157、橡胶条，16、搅动板，17、毛刷。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例：一种废旧锂电池正极材料回收装置，如图1-图11所示，包括有连接架1、装料桶2、电机一3、转动刀架4、电机二5、转动挡板6、过滤罩7、鼓风机8、三通管9、刮杆10、连接管11、喷管12、切断机构和上料机构14，连接架1上部右侧连接有装料桶2，装料桶2底部栓接有电机一3，电机一3的输出轴上连接有转动刀架4，转动刀架4位于装料桶2内，装料桶2右侧下部栓接有电机二5，电机二5的输出轴上连接有转动挡板6，转动挡板6挡住装料桶2右侧下部，装料桶2内顶部连接有过滤罩7，装料桶2顶部左侧栓接有鼓风机8，装料桶2顶部中间连通有三通管9，三通管9左端与鼓风机8的出风口连通，转动刀架4顶部焊接有刮杆10，刮杆10顶部与过滤罩7底部接触，三通管9上连接有连接管11，刮杆10上部右侧连接有喷管12，喷管12上端与连接管11下端转动连接并密封配合，装料桶2内设有切断机构，连接架1上设有上料机构14。

如图5-图8所示，切断机构包括有切刀131、拉绳132、固定块133、导线环一134、导线环二135、连接块136、安装块137、转动块138、复位扭簧139和连接弹簧1311，转动刀架4下部滑动式连接有切刀131，切刀131顶部连接有拉绳132，转动刀架4上部连接有固定块133和导线环一134，导线环一134位于固定块133上方，刮杆10底部左侧焊接有导线环二135，装料桶2内侧上部间隔焊接有多个连接块136，拉绳132远离切刀131的一端滑动式贯穿导线环一134和导线环二135，且拉绳132远离切刀131的一端连接有安装块137，安装块137上转动式连接有转动块138，转动块138与安装块137之间连接有复位扭簧139，切刀131与固定块133之间连接有连接弹簧1311，连接弹簧1311绕在拉绳132外侧。

如图1、图9、图10和图11所示，上料机构14包括有上料框141、电动推杆142、固定挡板143、电机三144、螺杆145、滑动座146、导向杆147、推动板148和滚轮149，连接架1上部左侧连接有上料框141，上料框141与装料桶2连通，上料框141右侧上部栓接有电动推杆142，电动推杆142的伸缩杆上连接有固定挡板143，固定挡板143与装料桶2滑动连接，且固定挡板143挡住装料桶2左侧上部，上料框141左侧下部栓接有电机三144，电机三144的输出轴上连接有螺杆145，螺杆145与上料框141转动连接，螺杆145上螺纹连接有滑动座146，上料框141内底部焊接有导向杆147，滑动座146与导向杆147滑动连接，滑动座146上转动式连接有推动板148，推动板148前后两侧均连接有滚轮149，滚轮149均可在上料框141内底部滚动。

首先可将连接管11外接水源，再通过电动推杆142驱动固定挡板143往上运动，使固定挡板143不再挡住装料桶2左侧上部，然后可将极卷批量放入上料框141内，在重力作用下，极卷会往右下方滑落至装料桶2内，同时可通过电机三144驱动螺杆145间歇性正反转动，当螺杆145正转时，螺杆145能驱动滑动座146往右下方滑动，导向杆147起导向作用，滑动座146能带动推动板148和滚轮149往右下方运动，由于滑动座146抵住推动板148底部，所以推动板148和滚轮149无法顺时针转动，推动板148能够将上料框141内的极卷往右下方推动，辅助极卷进入装料桶2内，防止极卷堆积在装料桶2内造成堵塞，当螺杆145反转时，螺杆145能驱动滑动座146往左上方运动复位，滑动座146能带动推动板148和滚轮149往左上方运动复位，此时在上料框141的摩擦力作用下，可使滚轮149逆时针滚动，带动推动板148逆时针转动收起，从而不会将上料框141内的极卷往左上方推动，不影响极卷的上料工作，上料完成后，通过电动推杆142驱动固定挡板143往下运动复位，可使固定挡板143重新挡住装料桶2左侧上部，然后通过电机一3驱动转动刀架4转动，能够对装料桶2内的极卷进行搅动破碎，破碎过程中会产生大量粉尘，固定挡板143能防止粉尘通过上料框141处飘出；同时可通过鼓风机8往右吹风，使三通管9内形成负压，三通管9下端会产生吸力，从而能将装料桶2内的粉尘往上抽，过滤罩7起过滤作用，使粉尘集中粘附在过滤罩7上，且刮杆10和喷管12能随转动刀架4同步转动，喷管12能朝着过滤罩7上的粉尘喷洒水雾，使粉尘结块，而刮杆10能将结块的粉尘刮落，达到除尘的目的，结块的粉尘掉落至装料桶2内底部后会散开，从而不影响后续的筛分工作；同时，转动刀架4和刮杆10转动能带动导线环二135、导线环一134和切刀131转动，从而能带动拉绳132、安装块137和转动块138同步转动，当转动块138与其中一个连接块136接触时，转动块138和安装块137停止转动，而导线环二135继续转动会远离安装块137，且导线环二135会拉扯拉绳132，使拉绳132拉动切刀131往上运动，连接弹簧1311压缩，导线环一134和固定块133用于对拉绳132进行导向，当连接弹簧1311无法压缩时，切刀131会通过拉绳132拉动安装块137和转动块138转动，使连接块136挤压转动块138发生自转，复位扭簧139发生形变，直到转动块138与连接块136分离，复位扭簧139能恢复原状，带动转动块138反向自转复位，同时连接弹簧1311能恢复原状，带动切刀131往下运动复位，切刀131通过拉绳132能拉动安装块137和转动块138往靠近导线环二135的方向移动复位，当转动块138与下一个连接块136接触时，同理会使切刀131上下往复运动一次，如此往复，能使切刀131持续上下往复运动，每当极卷的绕卷层缠绕在转动刀架4上时，切刀131均能将缠绕在转动刀架4上的绕卷层切断，从而不影响极卷的破碎工作，当极卷破碎完成后，可通过电机二5驱动转动挡板6往下转动打开，使破碎后的极卷能够掉出由人工收集并筛分得到黑粉。

如图1、图12、图13和图14所示，还包括有筛分机构15，筛分机构15包括有出料框151、安装板152、减震弹簧153、下料斗154、振动电机155、滤板156和橡胶条157，连接架1右侧焊接有出料框151和安装板152，安装板152位于出料框151下方，出料框151顶部与装料桶2连通，安装板152顶部通过多个减震弹簧153连接有下料斗154，安装板152前侧安装有振动电机155，振动电机155的输出端与下料斗154连接，下料斗154顶部连接有滤板156，滤板156顶部与出料框151底部之间连接有橡胶条157。

当转动挡板6往下转动打开时，破碎后的极卷能通过出料框151掉落至滤板156上，同时可通过振动电机155驱动下料斗154左右往复振动，带动滤板156左右往复振动，橡胶条157能够防止破碎后的极卷通过滤板156与出料框151之间的缝隙掉出，也能防止滤板156振动影响出料框151和装料桶2的稳定，且滤板156振动能够对破碎后的极卷进行筛分，使黑粉往下掉落并可通过下料斗154往外排出，由人工进行收集，而杂质会留在滤板156上，并随着滤板156振动往右排出。

如图15所示，还包括有搅动板16和毛刷17，转动刀架4上对称连接有两个搅动板16，搅动板16相互远离的一侧均连接有毛刷17，毛刷17均与装料桶2内壁接触；搅动板16和毛刷17可随转动刀架4同步转动，搅动板16能将远离转动刀架4的极卷往内侧翻动，使极卷靠近转动刀架4，提高转动刀架4的破碎效果，毛刷17能够将沾在装料桶2内壁的杂物刮落，防止黑粉的浪费，提高黑粉的回收率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。