權利要求書: 1.一種
鋰電池電解液回收再利用裝置,其特征在于,包括處理罐(1)、氮氣輸送組件(2)、電解液回收組件(3)和破碎組件(4),所述氮氣輸送組件(2)和破碎組件(4)均設置于處理罐(1)的內(nèi)部,所述電解液回收組件(3)設置于處理罐(1)的頂端;
所述電解液回收組件(3)包括冷凝板(305),所述冷凝板(305)的外側(cè)壁貫穿設置有多個導管(306),所述導管(306)的頂端固定設置有環(huán)形結(jié)構(gòu)的連接管(307);
所述電解液回收組件(3)包括頂蓋(301),且頂蓋(301)設置于罐體(101)的頂端,所述頂蓋(301)的底端固定設置有環(huán)形結(jié)構(gòu)的連接座(302),且連接座(302)與罐體(101)的頂端相適配,所述頂蓋(301)的內(nèi)側(cè)壁底端固定設置有集液滑道(303),且集液滑道(303)的底端內(nèi)壁設置為傾斜結(jié)構(gòu),所述集液滑道(303)的一側(cè)設置有排液管(304),且排液管(304)的一端延伸至集液滑道(303)的內(nèi)部,所述冷凝板(305)設置在集液滑道(303)的上方,傾斜設置的集液滑道(303)在電解劑經(jīng)過冷凝板(305)冷凝后掉落在集液滑道(303)內(nèi),繼而通過排液管(304)排出進行收集;
所述電解液回收組件(3)還包括排氣管,且排氣管上固定裝配有第一電控閥,且排氣管端部固定裝配有氮氣濃度檢測傳感器,所述電解液回收組件(3)上固定裝配有和處理罐(1)內(nèi)腔連通的第二電控閥;
所述頂蓋(301)的頂端中部貫穿開設有加料口,且加料口內(nèi)設置有和頂蓋(301)一體成型的環(huán)形板,且環(huán)形板底部和集液滑道(303)之間固定裝配有隔熱封板(312),第二電控閥固定裝配在環(huán)形板上,且加料口的內(nèi)部裝配有活動蓋(311),排氣管固定裝配在活動蓋(311)上,活動蓋(311)的設置方便了鋰電池的加料操作,同時活動蓋(311)裝配在加料口內(nèi),能夠?qū)崿F(xiàn)對處理罐(1)的密封處理,而設置的環(huán)形板配合隔熱封板(312)、集液滑道(303)使得冷凝板(305)處于一個密封的空間內(nèi),且該密封的空間通過氣體單向閥和處理罐(1)內(nèi)連通,能夠?qū)崿F(xiàn)氣體的流通,也防止處理罐(1)內(nèi)的氣體會滲入到冷凝板(305)上造成電解劑回收失敗,并且隔熱封板(312)會對處理罐(1)內(nèi)部進行隔熱操作,防止處理罐(1)內(nèi)的熱量傳輸?shù)嚼淠澹?05)上而造成冷凝失?。?br />
所述氮氣輸送組件(2)包括對處理罐(1)進行加熱的電熱管(203),所述電熱管(203)的底部固定設置有和連接管(307)連通的導氣管(206),所述導氣管(206)上固定裝配有第一電磁閥;
所述氮氣輸送組件(2)包括環(huán)形結(jié)構(gòu)的防護板(201),且防護板(201)固定設置于罐體(101)的內(nèi)側(cè)壁中部,所述防護板(201)的外側(cè)壁貫穿開設有多個氣孔(202),所述電熱管(203)設置在防護板(201)的外側(cè)壁上,所述電熱管(203)設置為環(huán)狀蛇形結(jié)構(gòu),且電熱管(203)固定設置于防護板(201)與罐體(101)之間,所述電熱管(203)的外側(cè)壁固定設置有多個導熱翅片(204),且導熱翅片(204)的中部貫穿開設有通孔(205),所述導氣管(206)設置為環(huán)狀結(jié)構(gòu),且導氣管(206)固定設置于防護板(201)與罐體(101)之間,所述導氣管(206)的內(nèi)側(cè)壁環(huán)繞設置有多個氣嘴(207),且氣嘴(207)設置為傾斜結(jié)構(gòu),傾斜結(jié)構(gòu)的設置使得氮氣朝著斜上方噴出,從而使得氮氣帶動蒸發(fā)后的電解劑朝上運動;
所述處理罐(1)包括篩網(wǎng)(105),所述篩網(wǎng)(105)的底部左右兩側(cè)分別固定裝配有第一石墨電極(106)和第二石墨電極(108),所述第一石墨電極(106)和第二石墨電極(108)上端均固定裝配有冷凝筒(109),所述冷凝筒(109)通過輸氣管和導氣管(206)連通,且輸氣管上固定裝配有第二電磁閥。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種鋰電池電解液回收再利用裝置,其特征在于:所述處理罐(1)包括罐體(101),所述罐體(101)的底端通過密封套坐落裝配有殘渣回收底座(102),所述殘渣回收底座(102)的中間固定設置有限位座(107),所述罐體(101)的內(nèi)部底端固定設置有漏斗狀結(jié)構(gòu)的擠壓板(103),所述篩網(wǎng)(105)密封套設裝配在擠壓板(103)的外側(cè),且擠壓板(103)的上表面貫穿開設有多個條形結(jié)構(gòu)的篩孔(104)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種鋰電池電解液回收再利用裝置,其特征在于:所述冷凝板(305)設置為中空的凸臺形結(jié)構(gòu),且連接管(307)固定設置于冷凝板(305)的外側(cè)壁,所述連接管(307)的兩端均延伸至頂蓋(301)的頂端,所述冷凝板(305)的外側(cè)壁環(huán)繞開設有多個條形結(jié)構(gòu)的通槽(308),且多個通槽(308)與多個導管(306)呈交錯設置,所述通槽(308)的內(nèi)部固定設置有多個傾斜結(jié)構(gòu)的延伸翅片(309),所述延伸翅片(309)的底端固定設置有導流桿(310),且導流桿(310)的底端設置于集液滑道(303)的上方。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種鋰電池電解液回收再利用裝置,其特征在于:所述破碎組件(4)包括轉(zhuǎn)軸(401),且轉(zhuǎn)軸(401)通過軸承貫穿設置于擠壓板(103)底端中部,所述轉(zhuǎn)軸(401)的頂端環(huán)繞設置有多個破碎桿(402),且多個破碎桿(402)之間固定設置有弧形結(jié)構(gòu)的連接桿(403),所述轉(zhuǎn)軸(401)的底端固定連接有破碎電機(404),所述破碎電機(404)卡接裝配在限位座(107)上。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種鋰電池電解液回收再利用裝置,其特征在于:所述破碎桿(402)上均固定裝配有拆解桿(405),所處拆解桿(405)對向設置,且拆解桿(405)為向下傾斜10度的導熱桿。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種鋰電池電解液回收再利用裝置,其特征在于:所述導氣管(206)的一側(cè)固定設置有進氣管,且進氣管的一端延伸至罐體(101)的外側(cè)壁和外接氮氣泵連接。
7.一種鋰電池電解液回收再利用方法,所述方法利用如權利要求6所述的一種鋰電池電解液回收再利用裝置實現(xiàn)的,其特征在于,所述方法包括以下步驟:
步驟一、處理罐(1)內(nèi)氣體排出操作:在通入氮氣的過程中,氮氣濃度檢測傳感器能夠時刻檢測排氣管處的氮氣濃度,氮氣濃度不達到最大值時,控制器控制第一電控閥打開,能夠?qū)⑻幚砉蓿?)內(nèi)的氣體和水蒸氣在氮氣的保護下通過排氣管導出進行收集同時進行吸附凈化處理;
步驟二、鋰電池的拆解破碎處理:在通入氮氣的過程中,直到氮氣濃度檢測傳感器檢測到排氣管處的氮氣濃度為100%時,此時表明處理罐(1)內(nèi)的氣體排空,此時控制器控制第一電控閥關閉同時啟動破碎組件(4)工作,這樣鋰電池拆解能夠在惰性氣體的保護下進行,液態(tài)氮氣不僅吸收了廢舊電池拆解過程中產(chǎn)生的大量熱量,而且防止了電解液在空氣中遇水分解產(chǎn)生有毒氣體;
步驟三、電解劑的蒸餾操作:持續(xù)通入氮氣,并且控制電熱管(203)工作,在溫度的升溫過程中,控制器控制第一電磁閥打開,促使冷凝板(305)降溫處理,而當電熱管(203)將處理罐(1)加熱到90℃時,能夠蒸發(fā)出電解液中的電解劑,而隨著電解劑的蒸發(fā),氮氣濃度檢測傳感器檢測到排氣管處的氮氣濃度開始下降,此時控制器打開第二電控閥,能夠?qū)⒄舭l(fā)出的電解劑和氮氣一同導入到冷凝板(305)處,此時電解劑與冷凝板(305)和延伸翅片(309)接觸時,其溫度快速降低,凝結(jié)為液態(tài),即可實現(xiàn)電解劑的冷凝回收;
步驟四、電解質(zhì)的回收處理操作:隨著電解液中的電解劑的蒸發(fā)量的減少,氮氣濃度檢測傳感器檢測到排氣管處的氮氣濃度開始緩慢上升,當?shù)獨鉂舛壬仙?00%時,此時表明電解劑蒸發(fā)完畢,此時控制器控制第一電磁閥和第二電控閥關閉并且促使氮氣泵停止工作,同時控制第一石墨電極(106)和第二石墨電極(108)工作,經(jīng)過多次充放電之后,電解液中的鋰離子會全部嵌入到電極之中,使得電解液中鋰離子含量大幅下降,通過大功率充放電的方式促使電解液中的鋰離子的結(jié)晶回收;
步驟五、結(jié)晶回收利用:第二電磁閥的開啟能夠促使導氣管(206)內(nèi)的液態(tài)氮氣通過輸氣管導入到冷凝筒(109)中,實現(xiàn)對第一石墨電極(106)和第二石墨電極(108)快速冷卻,利用石墨電極熱脹冷縮的特性,在石墨電極快速冷卻的前提下使得石墨電極表面和結(jié)晶體之間會產(chǎn)生空隙,能夠促使鋰離子結(jié)晶體從石墨電極上脫落而不會損傷石墨電極;
步驟六、鋰電池拆解殘渣回收和鋰離子收集:將罐體(101)和殘渣回收底座(102)上分離,這樣能夠促使殘渣回收底座(102)和罐體(101)以及破碎組件(4)進行分離,方便于對殘渣回收底座(102)內(nèi)的殘渣和電解液進行清理,同時在罐體(101)抽離后能夠?qū)⒌谝皇姌O(106)和第二石墨電極(108)上的結(jié)晶體進行收集以便于回收利用。
說明書: 一種鋰電池電解液回收再利用裝置及方法技術領域[0001] 本發(fā)明涉及電解液回收技術領域,特別涉及一種鋰電池電解液回收再利用裝置及方法。背景技術[0002] 公開號為CN115064804A的一種電解液回收裝置,處理器包括外殼體和設置在外殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)籠和在外殼體內(nèi)部釋放熱量以使外殼體內(nèi)部處于高溫環(huán)境的加熱元件,外殼體上設有與冷凝器連接的排氣管路,本發(fā)明避免了電解液資源的浪費,且能夠有效避免因電解液的流出造成環(huán)境的污染。[0003] 該技術方案在實際應用時仍然存在一些問題,電解液在蒸發(fā)后需要引導至額外的冷凝系統(tǒng)中進行回收,在此過程中可能會造成電解液泄露,一定程度上影響了電解液回收的效率和質(zhì)量,同時在傳統(tǒng)的電解液回收中通常利用分餾的方法實現(xiàn)對電解劑的蒸發(fā)回收,但是這種分餾方式容易在電解劑蒸發(fā)中容易摻雜其他的蒸發(fā)溶劑,使得分餾過程中無法控制電解劑的提純度。[0004] 因此,發(fā)明一種鋰電池電解液回收再利用裝置及方法來解決上述問題很有必要。發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電池電解液回收再利用裝置及方法,以解決上述背景技術中提出的問題。[0006] 為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術方案:一種鋰電池電解液回收再利用裝置,包括處理罐、氮氣輸送組件、電解液回收組件和破碎組件,所述氮氣輸送組件和破碎組件均設置于處理罐的內(nèi)部,所述電解液回收組件設置于處理罐的頂端。[0007] 優(yōu)選的,所述電解液回收組件包括冷凝板,所述冷凝板的外側(cè)壁貫穿設置有多個導管,所述導管的頂端固定設置有環(huán)形結(jié)構(gòu)的連接管,便于連接管可以將液態(tài)氮氣輸入到導管內(nèi),繼而傳送到冷凝板上進行熱交換,實現(xiàn)對冷凝板的降溫處理。[0008] 優(yōu)選的,所述電解液回收組件還包括排氣管,且排氣管上固定裝配有第一電控閥,且排氣管端部固定裝配有氮氣濃度檢測傳感器,所述電解液回收組件上固定裝配有和處理罐內(nèi)腔連通的第二電控閥。[0009] 優(yōu)選的,所述氮氣輸送組件包括對處理罐進行加熱的電熱管,所述電熱管的底部固定設置有和連接管連通的導氣管,所述導氣管上固定裝配有第一電磁閥。[0010] 優(yōu)選的,所述處理罐包括篩網(wǎng),所述篩網(wǎng)的底部左右兩側(cè)分別固定裝配有第一石墨電極和第二石墨電極,所述第一石墨電極和第二石墨電極上端均固定裝配有冷凝筒,所述冷凝筒通過輸氣管和導氣管連通,且輸氣管上固定裝配有第二電磁閥。[0011] 優(yōu)選的,所述處理罐包括罐體,所述罐體的底端通過密封套坐落裝配有殘渣回收底座,所述殘渣回收底座的中間固定設置有限位座,所述罐體的內(nèi)部底端固定設置有漏斗狀結(jié)構(gòu)的擠壓板,所述篩網(wǎng)密封套設裝配在擠壓板的外側(cè),且擠壓板的上表面貫穿開設有多個條形結(jié)構(gòu)的篩孔。[0012] 優(yōu)選的,所述氮氣輸送組件包括環(huán)形結(jié)構(gòu)的防護板,且防護板固定設置于罐體的內(nèi)側(cè)壁中部,所述防護板的外側(cè)壁貫穿開設有多個氣孔,所述電熱管設置在防護板的外側(cè)壁上,所述電熱管設置為環(huán)狀蛇形結(jié)構(gòu),且電熱管固定設置于防護板與罐體之間,所述電熱管的外側(cè)壁固定設置有多個導熱翅片,且導熱翅片的中部貫穿開設有通孔,所述導氣管設置為環(huán)狀結(jié)構(gòu),且導氣管固定設置于防護板與罐體之間,所述導氣管的內(nèi)側(cè)壁環(huán)繞設置有多個氣嘴,且氣嘴設置為傾斜結(jié)構(gòu)。[0013] 優(yōu)選的,所述電解液回收組件包括頂蓋,且頂蓋設置于罐體的頂端,所述頂蓋的底端固定設置有環(huán)形結(jié)構(gòu)的連接座,且連接座與罐體的頂端相適配,所述頂蓋的內(nèi)側(cè)壁底端固定設置有集液滑道,且集液滑道的底端內(nèi)壁設置為傾斜結(jié)構(gòu),所述集液滑道的一側(cè)設置有排液管,且排液管的一端延伸至集液滑道的內(nèi)部,所述冷凝板設置在集液滑道的上方。[0014] 優(yōu)選的,所述冷凝板設置為中空的凸臺形結(jié)構(gòu),且連接管固定設置于冷凝板的外側(cè)壁,所述連接管的兩端均延伸至頂蓋的頂端,所述冷凝板的外側(cè)壁環(huán)繞開設有多個條形結(jié)構(gòu)的通槽,且多個通槽與多個導管呈交錯設置,所述通槽的內(nèi)部固定設置有多個傾斜結(jié)構(gòu)的延伸翅片,所述延伸翅片的底端固定設置有導流桿,且導流桿的底端設置于集液滑道的上方。[0015] 優(yōu)選的,所述頂蓋的頂端中部貫穿開設有加料口,且加料口內(nèi)設置有和頂蓋一體成型的環(huán)形板,且環(huán)形板底部和集液滑道之間固定裝配有隔熱封板,所述第二電控閥固定裝配在環(huán)形板上,且加料口的內(nèi)部裝配有活動蓋,所述排氣管固定裝配在活動蓋上。[0016] 優(yōu)選的,所述破碎組件包括轉(zhuǎn)軸,且轉(zhuǎn)軸通過軸承貫穿設置于擠壓板底端中部,所述轉(zhuǎn)軸的頂端環(huán)繞設置有多個破碎桿,且多個破碎桿之間固定設置有弧形結(jié)構(gòu)的連接桿,所述轉(zhuǎn)軸的底端固定連接有破碎電機,所述破碎電機卡接裝配在限位座上。[0017] 優(yōu)選的,所述破碎桿上均固定裝配有拆解桿,所處拆解桿對向設置,且拆解桿為向下傾斜10度的導熱桿。[0018] 優(yōu)選的,所述導氣管的一側(cè)固定設置有進氣管,且進氣管的一端延伸至罐體的外側(cè)壁和外接氮氣泵連接。[0019] 一種鋰電池電解液回收再利用方法,所述方法利用一種鋰電池電解液回收再利用裝置實現(xiàn)的,所述方法包括以下步驟:[0020] 步驟一、處理罐內(nèi)氣體排出操作:在通入氮氣的過程中,氮氣濃度檢測傳感器能夠時刻檢測排氣管處的氮氣濃度,氮氣濃度不達到最大值時,控制器控制第一電控閥打開,能夠?qū)⑻幚砉迌?nèi)的氣體和水蒸氣在氮氣的保護下通過排氣管導出進行收集同時進行吸附凈化處理;[0021] 步驟二、鋰電池的拆解破碎處理:在通入氮氣的過程中,直到氮氣濃度檢測傳感器檢測到排氣管處的氮氣濃度為100%時,此時表明處理罐內(nèi)的氣體排空,此時控制器控制第一電控閥關閉同時啟動破碎組件工作,這樣鋰電池拆解能夠在惰性氣體的保護下進行,液態(tài)氮氣不僅吸收了廢舊電池拆解過程中產(chǎn)生的大量熱量,而且防止了電解液在空氣中遇水分解產(chǎn)生有毒氣體;[0022] 步驟三、電解劑的蒸餾操作:持續(xù)通入氮氣,并且控制電熱管工作,在溫度的升溫過程中,控制器控制第一電磁閥打開,促使冷凝板降溫處理,而當電熱管將處理罐加熱到90℃時,能夠蒸發(fā)出電解液中的電解劑,而隨著電解劑的蒸發(fā),氮氣濃度檢測傳感器檢測到排氣管處的氮氣濃度開始下降,此時控制器打開第二電控閥,能夠?qū)⒄舭l(fā)出的電解劑和氮氣一同導入到冷凝板處,此時電解劑與冷凝板和延伸翅片接觸時,其溫度快速降低,凝結(jié)為液態(tài),即可實現(xiàn)電解劑的冷凝回收;[0023] 步驟四、電解質(zhì)的回收處理操作:隨著電解液中的電解劑的蒸發(fā)量的減少,氮氣濃度檢測傳感器檢測到排氣管處的氮氣濃度開始緩慢上升,當?shù)獨鉂舛壬仙?00%時,此時表明電解劑蒸發(fā)完畢,此時控制器控制第一電磁閥和第二電控閥關閉并且促使氮氣泵停止工作,同時控制第一石墨電極和第二石墨電極工作,經(jīng)過多次充放電之后,電解液中的鋰離子會全部嵌入到電極之中,使得電解液中鋰離子含量大幅下降,通過大功率充放電的方式促使電解液中的鋰離子的結(jié)晶回收;[0024] 步驟五、結(jié)晶回收利用:第二電磁閥的開啟能夠促使導氣管內(nèi)的液態(tài)氮氣通過輸氣管導入到冷凝筒中,實現(xiàn)對第一石墨電極和第二石墨電極快速冷卻,利用石墨電極熱脹冷縮的特性,在石墨電極快速冷卻的前提下可以使得石墨電極表面和結(jié)晶體之間會產(chǎn)生空隙,能夠促使鋰離子結(jié)晶體從石墨電極上脫落而不會損傷石墨電極;[0025] 步驟六、鋰電池拆解殘渣回收和鋰離子收集:將罐體和殘渣回收底座上分離,這樣能夠促使殘渣回收底座和罐體以及破碎組件進行分離,方便于對殘渣回收底座內(nèi)的殘渣和電解液進行清理,同時在罐體抽離后能夠?qū)⒌谝皇姌O和第二石墨電極上的結(jié)晶體進行收集以便于回收利用。[0026] 本發(fā)明的技術效果和優(yōu)點:[0027] 1、本發(fā)明設置的氮氣濃度檢測傳感器能夠時刻檢測排氣管處的氮氣濃度,從而通過氮氣的濃度量來為第一電控閥、第二電控閥、第一電磁閥和第二電磁閥的啟閉提供輸出控制指令,方便控制器根據(jù)氮氣濃度變化來實現(xiàn)對電解液回收過程中的動態(tài)變化控制,能夠使得電解液中的電解劑、電解質(zhì)能夠根據(jù)自身的溫度特性進行動態(tài)分離控制,大幅度提高電解劑、電解質(zhì)的回收純度和安全性,提高電解液的回收可利用率;[0028] 2、本發(fā)明在通入氮氣的過程中,氮氣濃度檢測傳感器能夠時刻檢測排氣管處的氮氣濃度,氮氣濃度不達到最大值時,控制器控制第一電控閥打開,能夠?qū)⑻幚砉?內(nèi)的氣體和水蒸氣在氮氣的保護下通過排氣管導出進行收集同時進行吸附凈化處理,且使得鋰電池拆解能夠在惰性氣體的保護下進行,液態(tài)氮氣不僅吸收了廢舊電池拆解過程中產(chǎn)生的大量熱量,而且防止了電解液在空氣中遇水分解產(chǎn)生有毒氣體;[0029] 3、本發(fā)明將蒸發(fā)出的電解劑與冷凝板和延伸翅片接觸時,其溫度快速降低,凝結(jié)為液態(tài),液態(tài)的電解劑可以順著導流桿流動至集液滑道中,而后經(jīng)過排液管被排出,即可實現(xiàn)電解劑的冷凝回收,且控制第一石墨電極和第二石墨電極工作,氮氣泵停止工作即不向處理罐內(nèi)輸入氮氣,通過第一石墨電極和第二石墨電極兩根石墨電極,可以實現(xiàn)對電解液的大電流充放電,當對其進行大電流充放電后,電解液中的鋰離子會嵌入到石墨電極中,導致鋰元素無法從電極脫出,當經(jīng)過多次充放電之后,電解液中的鋰離子會全部嵌入到電極之中,使得電解液中鋰離子含量大幅下降,通過大功率充放電的方式促使電解液中的鋰離子的結(jié)晶回收;[0030] 4、本發(fā)明中隨著第二電磁閥的開啟能夠促使導氣管內(nèi)的液態(tài)氮氣通過輸氣管導入到冷凝筒中,實現(xiàn)對第一石墨電極和第二石墨電極快速冷卻,利用石墨電極熱脹冷縮的特性,在石墨電極快速冷卻的前提下可以使得石墨電極表面和結(jié)晶體之間會產(chǎn)生空隙,能夠促使鋰離子結(jié)晶體從石墨電極上脫落而不會損傷石墨電極。附圖說明[0031] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。[0032] 圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖。[0033] 圖3為本發(fā)明的電解液回收組件結(jié)構(gòu)示意圖。[0034] 圖4為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)剖視示意圖。[0035] 圖5為本發(fā)明的圖4中A處結(jié)構(gòu)放大示意圖。[0036] 圖6為本發(fā)明的冷凝板結(jié)構(gòu)示意圖。[0037] 圖7為本發(fā)明的冷凝板結(jié)構(gòu)局部示意圖。[0038] 圖8為本發(fā)明的氮氣輸送組件結(jié)構(gòu)示意圖。[0039] 圖9為本發(fā)明的電熱管結(jié)構(gòu)示意圖。[0040] 圖10為本發(fā)明的圖9中B處結(jié)構(gòu)放大示意圖。[0041] 圖11為本發(fā)明的導氣管結(jié)構(gòu)示意圖。[0042] 圖12為本發(fā)明的破碎組件結(jié)構(gòu)示意圖。[0043] 圖13為本發(fā)明的處理罐結(jié)構(gòu)剖視示意圖。[0044] 圖14為本發(fā)明的第一石墨電極和冷凝筒裝配示意圖。[0045] 圖中:1、處理罐;2、氮氣輸送組件;3、電解液回收組件;4、破碎組件;101、罐體;102、殘渣回收底座;103、擠壓板;104、篩孔;105、篩網(wǎng);106、第一石墨電極;107、限位座;
108、第二石墨電極;109、冷凝筒;201、防護板;202、氣孔;203、電熱管;204、導熱翅片;205、通孔;206、導氣管;207、氣嘴;301、頂蓋;302、連接座;303、集液滑道;304、排液管;305、冷凝板;306、導管;307、連接管;308、通槽;309、延伸翅片;310、導流桿;311、活動蓋;312、隔熱封板;401、轉(zhuǎn)軸;402、破碎桿;403、連接桿;404、破碎電機;405、拆解桿。
具體實施方式[0046] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。[0047] 本發(fā)明提供了如圖1至圖14所示的一種鋰電池電解液回收再利用裝置,包括處理罐1、氮氣輸送組件2、電解液回收組件3和破碎組件4,氮氣輸送組件2和破碎組件4均設置于處理罐1的內(nèi)部,電解液回收組件3設置于處理罐1的頂端,且處理罐1上裝配有控制器,能夠?qū)ρb置的電器元件實現(xiàn)輸出控制。[0048] 請參閱圖2?6,電解液回收組件3包括冷凝板305,冷凝板305的外側(cè)壁貫穿設置有多個導管306,導管306的頂端固定設置有環(huán)形結(jié)構(gòu)的連接管307,便于連接管307可以將液態(tài)氮氣輸入到導管306內(nèi),繼而傳送到冷凝板305上進行熱交換,實現(xiàn)對冷凝板305的降溫處理。[0049] 請參閱圖2?6,電解液回收組件3包括頂蓋301,且頂蓋301設置于罐體101的頂端,頂蓋301的底端固定設置有環(huán)形結(jié)構(gòu)的連接座302,且連接座302與罐體101的頂端相適配,頂蓋301的內(nèi)側(cè)壁底端固定設置有集液滑道303,且集液滑道303的底端內(nèi)壁設置為傾斜結(jié)構(gòu),集液滑道303的一側(cè)設置有排液管304,且排液管304的一端延伸至集液滑道303的內(nèi)部,冷凝板305設置在集液滑道303的上方,傾斜設置的集液滑道303可以在電解劑經(jīng)過冷凝板305冷凝后掉落在集液滑道303內(nèi),繼而通過排液管304排出進行收集。
[0050] 請參閱圖3?6,冷凝板305設置為中空的凸臺形結(jié)構(gòu),且連接管307固定設置于冷凝板305的外側(cè)壁,連接管307的兩端均延伸至頂蓋301的頂端,冷凝板305的外側(cè)壁環(huán)繞開設有多個條形結(jié)構(gòu)的通槽308,且多個通槽308與多個導管306呈交錯設置,通槽308的內(nèi)部固定設置有多個傾斜結(jié)構(gòu)的延伸翅片309,延伸翅片309的底端固定設置有導流桿310,且導流桿310的底端設置于集液滑道303的上方。[0051] 實際使用時,將液態(tài)氮氣輸送至連接管307中,連接管307將液態(tài)氮氣輸送至導管306中,導管306通過熱傳遞的方式降低冷凝板305和延伸翅片309的溫度,電解劑與冷凝板
305和延伸翅片309接觸時,其溫度快速降低,凝結(jié)為液態(tài),液態(tài)的電解劑可以順著導流桿
310流動至集液滑道303中,而后經(jīng)過排液管304被排出,即可實現(xiàn)電解劑的冷凝回收。
[0052] 請參閱圖1?3,頂蓋301的頂端中部貫穿開設有加料口,且加料口內(nèi)設置有和頂蓋301一體成型的環(huán)形板,且環(huán)形板底部和集液滑道303之間固定裝配有隔熱封板312,第二電控閥固定裝配在環(huán)形板上,且加料口的內(nèi)部裝配有活動蓋311,排氣管固定裝配在活動蓋
311上,活動蓋311的設置方便了鋰電池的加料操作,同時活動蓋311裝配在加料口內(nèi),能夠?qū)崿F(xiàn)對處理罐1的密封處理,而設置的環(huán)形板配合隔熱封板312、集液滑道303可以使得冷凝板305處于一個密封的空間內(nèi),且該密封空間通過氣體單向閥和處理罐1內(nèi)連通,能夠?qū)崿F(xiàn)氣體的流通,也可以防止處理罐1內(nèi)的氣體會滲入到冷凝板305上造成電解劑回收失敗,并且隔熱封板312會對處理罐1內(nèi)部進行隔熱操作,防止處理罐1內(nèi)的熱量傳輸?shù)嚼淠?05上而造成冷凝失敗。
[0053] 請參閱圖13?14,處理罐1包括篩網(wǎng)105,篩網(wǎng)105的底部左右兩側(cè)分別固定裝配有第一石墨電極106和第二石墨電極108,第一石墨電極106和第二石墨電極108上端均固定裝配有冷凝筒109,冷凝筒109通過輸氣管和導氣管206連通,且輸氣管上固定裝配有第二電磁閥,方便于在第二電磁閥打開后可以將導氣管206中的液態(tài)氮氣通過輸氣管導入到冷凝筒109中,實現(xiàn)對第一石墨電極106和第二石墨電極108快速冷卻。
[0054] 請參閱圖4和圖13,處理罐1包括罐體101,罐體101的底端通過密封套坐落裝配有殘渣回收底座102,而密封套保證了罐體101和殘渣回收底座102之間的密封性,殘渣回收底座102的中間固定設置有限位座107,罐體101的內(nèi)部底端固定設置有漏斗狀結(jié)構(gòu)的擠壓板103,篩網(wǎng)105密封套設裝配在擠壓板103的外側(cè),且擠壓板103的上表面貫穿開設有多個條形結(jié)構(gòu)的篩孔104。
[0055] 請參閱圖12?13,破碎組件4包括轉(zhuǎn)軸401,且轉(zhuǎn)軸401通過軸承貫穿設置于擠壓板103底端中部,轉(zhuǎn)軸401的頂端環(huán)繞設置有多個破碎桿402,且多個破碎桿402之間固定設置有弧形結(jié)構(gòu)的連接桿403,轉(zhuǎn)軸401的底端固定連接有破碎電機404,破碎電機404卡接裝配在限位座107上,并且破碎桿402上均固定裝配有拆解桿405,所處拆解桿405對向設置,且拆解桿405為向下傾斜10度的導熱桿,導熱桿可以在鋰電池進行拆解處理時對熱量進行傳導,提高,對鋰電池的拆解保護性,轉(zhuǎn)軸401在破碎電機404的帶動下轉(zhuǎn)動,而轉(zhuǎn)軸401可以帶動破碎桿402轉(zhuǎn)動,破碎桿402可以帶動連接桿403轉(zhuǎn)動,在此過程中,破碎桿402和連接桿403可以帶動鋰電池運動,鋰電池在運動過程中與連接桿403和破碎桿402發(fā)生碰撞,同時拆解桿405能夠?qū)︿囯姵卦谵D(zhuǎn)動過程中進行限位,方便于對鋰電池進行拆解破碎處理,并且掉落在連接桿403和擠壓板103之間的分解物可以在連接桿403和擠壓板103的擠壓作用下實現(xiàn)拆解處理,能夠進一步實現(xiàn)對鋰電池的破碎處理,而拆解后的電解液通過篩網(wǎng)105的過濾后掉落在殘渣回收底座102內(nèi)進行收集。
[0056] 值得注意的是,罐體101可以從殘渣回收底座102上分離,同時破碎電機404可以從限位座107上抽出,這樣能夠促使殘渣回收底座102和罐體101以及破碎組件4進行分離,方便于對殘渣回收底座102內(nèi)的殘渣進行清理,同時也方便利用外接翻轉(zhuǎn)設備對罐體101進行翻轉(zhuǎn),可以將罐體101內(nèi)被拆解后的鋰電池大顆粒物倒出,實現(xiàn)清理。[0057] 請參閱圖4?10,氮氣輸送組件2包括對處理罐1進行加熱的電熱管203,電熱管203的底部固定設置有和連接管307連通的導氣管206,導氣管206上固定裝配有第一電磁閥,導氣管206的一側(cè)固定設置有進氣管,且進氣管的一端延伸至罐體101的外側(cè)壁和外接氮氣泵連接,方便液態(tài)氮氣的輸入。[0058] 電解液回收組件3還包括排氣管,且排氣管上固定裝配有第一電控閥,且排氣管端部固定裝配有氮氣濃度檢測傳感器,電解液回收組件3上固定裝配有和處理罐1內(nèi)腔連通的第二電控閥,在實際的使用過程中,排氣管能夠?qū)⑻幚砉?內(nèi)的氣體在氮氣的保護作用下排出處理罐1,防止出現(xiàn)LiPF6有強腐蝕性在遇水時分解而產(chǎn)生腐蝕性的HF,能夠防止電解液在空氣中遇水分解產(chǎn)生有毒氣體,提高安全性。[0059] 請參閱圖4?10,氮氣輸送組件2包括環(huán)形結(jié)構(gòu)的防護板201,且防護板201固定設置于罐體101的內(nèi)側(cè)壁中部,防護板201的外側(cè)壁貫穿開設有多個氣孔202,電熱管203設置在防護板201的外側(cè)壁上,電熱管203設置為環(huán)狀蛇形結(jié)構(gòu),且電熱管203固定設置于防護板201與罐體101之間,電熱管203的外側(cè)壁固定設置有多個導熱翅片204,且導熱翅片204的中部貫穿開設有通孔205,導氣管206設置為環(huán)狀結(jié)構(gòu),且導氣管206固定設置于防護板201與罐體101之間,導氣管206的內(nèi)側(cè)壁環(huán)繞設置有多個氣嘴207,且氣嘴207設置為傾斜結(jié)構(gòu),氣嘴207設置為傾斜結(jié)構(gòu),傾斜結(jié)構(gòu)的設置使得氮氣可以朝著斜上方噴出,從而使得氮氣可以帶動蒸發(fā)后的電解劑朝上運動。
[0060] 本發(fā)明還提供了一種鋰電池電解液回收再利用方法,方法利用一種鋰電池電解液回收再利用裝置實現(xiàn)的,方法包括以下步驟:[0061] 步驟一、處理罐1內(nèi)氣體排出操作:通過活動蓋311的設置可以將鋰電池放入到處理罐1內(nèi),然后將活動蓋311封裝上,在此狀態(tài)下,控制器控制第一電控閥、第二電控閥、第一電磁閥和第二電磁閥均為關閉狀態(tài),然后通過進氣管向?qū)夤?06內(nèi)導入液態(tài)氮氣,繼而通過氣嘴207將液態(tài)氮氣噴射到處理罐1內(nèi),能夠?qū)μ幚砉?進行冷卻降溫處理,使得處理罐1內(nèi)的溫度處于40℃以上,如果溫度太低,則控制電熱管203工作進行加熱,防止溫度過低而使得電解液中的電解劑結(jié)晶,在通入氮氣的過程中,氮氣濃度檢測傳感器能夠時刻檢測排氣管處的氮氣濃度,氮氣濃度不達到最大值時,表明處理罐1內(nèi)含有未排凈的空氣以及水分,控制器控制第一電控閥打開,能夠?qū)⑻幚砉?內(nèi)的氣體和水蒸氣在氮氣的保護下通過排氣管導出進行收集同時進行吸附凈化處理。[0062] 步驟二、鋰電池的拆解破碎處理:在通入氮氣的過程中,直到氮氣濃度檢測傳感器檢測到排氣管處的氮氣濃度為100%時,此時表明處理罐1內(nèi)的氣體排空,此時控制器控制第一電控閥關閉同時啟動破碎組件4工作,即轉(zhuǎn)軸401在破碎電機404的帶動下轉(zhuǎn)動,而轉(zhuǎn)軸401可以帶動破碎桿402轉(zhuǎn)動,破碎桿402可以帶動連接桿403轉(zhuǎn)動,在此過程中,破碎桿402和連接桿403可以帶動鋰電池運動,鋰電池在運動過程中與連接桿403和破碎桿402發(fā)生碰撞,同時拆解桿405能夠?qū)︿囯姵卦谵D(zhuǎn)動過程中進行限位,方便于對鋰電池進行拆解破碎處理,并且掉落在連接桿403和擠壓板103之間的分解物可以在連接桿403和擠壓板103的擠壓作用下實現(xiàn)拆解處理,能夠進一步實現(xiàn)對鋰電池的破碎處理,而拆解后的電解液通過篩網(wǎng)
105的過濾后掉落在殘渣回收底座102內(nèi)進行收集,這樣鋰電池拆解能夠在惰性氣體的保護下進行,液態(tài)氮氣不僅吸收了廢舊電池拆解過程中產(chǎn)生的大量熱量,而且防止了電解液在空氣中遇水分解產(chǎn)生有毒氣體。
[0063] 步驟三、電解劑的蒸餾操作:持續(xù)通入氮氣,并且控制電熱管203工作,在溫度的升溫過程中,控制器控制第一電磁閥打開,促使導氣管206中的氮氣輸送至連接管307中,連接管307將液態(tài)氮氣輸送至導管306中,導管306通過熱傳遞的方式降低冷凝板305和延伸翅片309的溫度,但是也需要控制冷凝板305處的溫度為40℃左右,為電解劑的冷凝提供基礎,也能夠防止電解劑結(jié)晶,而當電熱管203將處理罐1加熱到90℃時,能夠蒸發(fā)出電解液中的電解劑,而隨著電解劑的蒸發(fā),氮氣濃度檢測傳感器檢測到排氣管處的氮氣濃度開始下降,此時控制器打開第二電控閥,能夠?qū)⒄舭l(fā)出的電解劑和氮氣一同導入到冷凝板305處,此時電解劑與冷凝板305和延伸翅片309接觸時,其溫度快速降低,凝結(jié)為液態(tài),液態(tài)的電解劑可以順著導流桿310流動至集液滑道303中,而后經(jīng)過排液管304被排出,即可實現(xiàn)電解劑的冷凝回收,在此過程中,氮氣會通過氣體單向閥重新進入到處理罐1內(nèi)實現(xiàn)循環(huán)。
[0064] 步驟四、電解質(zhì)的回收處理操作:隨著電解液中的電解劑的蒸發(fā)量的增加,氮氣濃度會越來越低,達到最小值時,表明此時電解劑蒸發(fā)速率最快,但隨著電解液中的電解劑的蒸發(fā)量的減少,氮氣濃度檢測傳感器檢測到排氣管處的氮氣濃度開始緩慢上升,當?shù)獨鉂舛仍俅紊仙?00%時,此時表明電解劑蒸發(fā)完畢,處理罐1內(nèi)的氣體全部為氮氣,此時控制器控制第一電磁閥和第二電控閥關閉并且促使氮氣泵停止工作,同時控制第一石墨電極106和第二石墨電極108工作,氮氣泵停止工作即不向處理罐1內(nèi)輸入氮氣,通過第一石墨電極106和第二石墨電極108兩根石墨電極可以實現(xiàn)對電解液的大電流充放電,當對其進行大電流充放電后,電解液中的鋰離子會嵌入到石墨電極中,導致鋰元素無法從電極脫出,當經(jīng)過多次充放電之后,電解液中的鋰離子會全部嵌入到電極之中,使得電解液中鋰離子含量大幅下降,通過大功率充放電的方式促使電解液中的鋰離子的結(jié)晶回收。
[0065] 步驟五、結(jié)晶回收利用:當充放電完畢后,控制器控制第二電磁閥和第一電控閥打開,第一電控閥的開啟能夠使得處理罐1內(nèi)的氣體通過排氣管導出,而第二電磁閥的開啟能夠促使導氣管206內(nèi)的液態(tài)氮氣通過輸氣管導入到冷凝筒109中,實現(xiàn)對第一石墨電極106和第二石墨電極108快速冷卻,利用石墨電極熱脹冷縮的特性,在石墨電極快速冷卻的前提下可以使得石墨電極表面和結(jié)晶體之間會產(chǎn)生空隙,能夠促使鋰離子結(jié)晶體從石墨電極上脫落而不會損傷石墨電極,然后控制第二電磁閥和氮氣泵關閉,停止氮氣的導入。[0066] 步驟六、鋰電池拆解殘渣回收和鋰離子收集:在罐體101可以從殘渣回收底座102上分離,同時破碎電機404可以從限位座107上抽出,這樣能夠促使殘渣回收底座102和罐體101以及破碎組件4進行分離,方便于對殘渣回收底座102內(nèi)的殘渣和電解液進行清理,同時也方便利用外接翻轉(zhuǎn)設備對罐體101進行翻轉(zhuǎn),可以將罐體101內(nèi)被拆解后的鋰電池大顆粒物倒出,實現(xiàn)清理,同時在罐體101抽離后能夠?qū)⒌谝皇姌O106和第二石墨電極108上的結(jié)晶體進行收集以便于回收利用。
[0067] 值得說明的是,設置氮氣濃度檢測傳感器的目的就是時刻檢測排氣管處的氮氣濃度,從而通過通入氮氣的濃度變化量來判斷分餾過程中的成分變化,從而為第一電控閥、第二電控閥、第一電磁閥和第二電磁閥的啟閉提供輸出控制指令,方便控制器根據(jù)氮氣濃度變化來實現(xiàn)對電解液回收過程中的動態(tài)變化控制,能夠使得電解液中的電解劑、電解質(zhì)能夠根據(jù)自身的溫度特性進行動態(tài)分離控制,大幅度提高電解劑、電解質(zhì)的回收純度和安全性,提高電解液的回收可利用率。[0068] 最后應說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,對于本領域的技術人員來說,其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
聲明:
“鋰電池電解液回收再利用裝置及方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)