一种利用废旧磷酸铁锂极片制备磷酸铁锂正极材料的装置及方法与流程

1.本发明涉及磷酸铁锂电池回收处理领域，具体为一种利用废旧磷酸铁锂极片制备磷酸铁锂正极材料的装置及方法。


背景技术：

2.随着社会经济的快速发展，磷酸铁锂电池，是一种使用磷酸铁锂(lifepo4)作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池，单体额定电压为3.2v，充电截止电压为3.6v～3.65v，磷酸铁锂为最安全的锂离子电池正极材料；不含任何对人体有害的重金属元素。
3.但是，现有的在对磷酸铁电池极片进行回收时无法将极片的外壳体进行有效的分离处理，导致极片在回收后会存下大量的杂质；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种利用废旧磷酸铁锂极片制备磷酸铁锂正极材料的装置及方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种利用废旧磷酸铁锂极片制备磷酸铁锂正极材料的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的现有的在对磷酸铁电池极片进行回收时无法将极片的外壳体进行有效的分离处理，导致极片在回收后会存下大量的杂质等问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用废旧磷酸铁锂极片制备磷酸铁锂正极材料的装置，包括中间传送带，所述中间传送带的一侧设置有两层上下等间距排列的传输辊，所述传输辊的另一侧设置有上料传送带，所述传输辊的两端外侧均设置有支撑架，所述传输辊与中间传送带的中间设置有去壳机构；
6.所述去壳机构包括两个抽料板，两个所述抽料板的中间设置有两个导料板，两个所述导料板的中间设置有两个剥壳刀片，所述抽料板的外侧设置有吸料管，所述导料板朝向传输辊的两端表面均设置有端部定位块，位于同个导料板上的两个所述端部定位块的中间设置有旋转滚筒，所述旋转滚筒的中间贯穿设置有驱动转轴，所述驱动转轴的两端分别插接在两个端部定位块内部且一端端部侧面设置有分离电机，所述分离电机的端部和驱动转轴的端部外表面均设置有齿轮，所述齿轮与齿轮啮合，所述分离电机与驱动转轴通过齿轮传动，所述旋转滚筒的外侧设置有橡胶条，所述橡胶条朝向旋转滚筒的侧面设置有缓冲杆，所述缓冲杆的一端与橡胶条连接而另一端插接在旋转滚筒的内部；
7.所述中间传送带的另一侧设置有粉碎机构，所述粉碎机构包括粉碎箱，所述粉碎箱的底面设置有两个活动密封底板，两个所述活动密封底板的下方设置有出料板，所述出料板的底面中间设置有回收料管，所述粉碎箱的内部设置有支撑条，所述支撑条的下方活动设置有粉碎冲击板，所述粉碎冲击板的上表面设置有冲击杆，所述冲击杆的顶端贯穿支撑条的底面延伸至支撑条的内部，所述冲击杆的上端设置有冲击连杆，所述冲击连杆的上端一侧设置有转盘，所述转盘的外侧设置有传动齿轮环，所述传动齿轮环的另一侧设置有和其啮合的驱动齿轮，所述驱动齿轮的中间贯穿设置有轴销，所述轴销的两端均插接在支
撑条的内壁中且一端端部连接有冲击电机，所述轴销与冲击电机通过固定销连接；
8.所述支撑条的两端端部均设置有回转连接支架，所述回转连接支架的外侧设置有摆动连接支架，两个所述回转连接支架远离支撑条的中间设置有设置有研磨辊，两个所述摆动连接支架远离支撑条的端部中间设置有防粘结刮板，其中一个所述回转连接支架与支撑条贴合的端部端面设置有回转转轴，所述回转转轴插接在支撑条的端部内部且端部下方设置有摆动电机，设置有回转转轴的回转连接支架外侧的所述摆动连接支架贴合回转连接支架的端面设置有摆动转轴，所述摆动转轴贯穿回转连接支架和回转转轴插接在支撑条的内部且端部下方设置有摆动电机，两个所述摆动电机的端部和摆动转轴与回转转轴插接在支撑条内部的端部外表面均设置有传动齿轮且传动齿轮与传动齿轮之间相互啮合，两个所述摆动电机与摆动转轴和回转转轴通过传动齿轮连接。
9.优选的，所述传输辊的外表面等间距排列设置有导向环，距离上料传送带最近的两个传输辊外侧的所述导向环的外壁具有刃口。
10.优选的，所述冲击杆的两侧均设置有导向条，所述导向条的外表面镶嵌设置有滚珠且导向条卡接在支撑条的内壁中与支撑条通过滚珠连接。
11.优选的，所述回转转轴插接在支撑条内部的端部外表面设置有防偏移环，所述防偏移环与回转转轴通过一体化注塑成型且两侧表面均镶嵌有滚珠。
12.优选的，所述摆动转轴贯穿回转转轴的端部外侧设置有限制环，所述限制环通过焊接固定在摆动转轴的外侧且朝向回转转轴的表面镶嵌设置有隔离珠。
13.优选的，所述粉碎冲击板的内部为空心状态，所述粉碎冲击板的壁体厚度为3cm—5cm。。
14.优选的，所述缓冲杆插接在旋转滚筒内部的端部与旋转滚筒的中间设置有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧与橡胶条通过胶粘剂连接。
15.与现有技术相比，本发明的调节机构的有益效果是：可以快速的将与壳体分离的极片内部材料进行粉碎操作，粉碎效果好，且可以在粉碎的过程中对附着在装置内壁上的材料进行刮下，有效的提高装置使用时的工作效率。
16.一种利用废旧磷酸铁锂极片制备磷酸铁锂正极材料的装置使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
17.(a)首先接通装置电源，电源接通后将带处理的磷酸铁锂极片放置在上料传送带表面摆放整齐，使得上料传送带将磷酸铁锂极片向上下两层的传输辊中间运输，然后传输辊将磷酸铁锂极片向两个剥壳刀片的中间进行传送，在磷酸铁锂极片传送至两个剥壳刀片与剥壳刀片接触时，两个剥壳刀片的刀刃部会将从且中间穿过的磷酸铁锂极片上下壳体进行剥离；
18.(b)被从磷酸铁锂极片外侧剥离的壳体会贴合导料板的表面向上进行移动，此时驱动转轴通过齿轮传动的分离电机带动驱动转轴进行转动，此时驱动转轴会带动旋转滚筒旋转，同时使得旋转滚筒带动缓冲杆转动使得橡胶条围绕驱动转轴的轴线做圆周运动，而座圆周运动的橡胶条会将从磷酸铁锂极片上分离的壳体挤压在导料板的表面并向抽料板的内部移动，此时吸料管内部的吸力将移动至抽料板内部的壳体进行吸取并运输至收集装置内部；
19.(c)在磷酸铁锂极片外侧壳体运输完毕后，剩余的可回收材料从两个剥壳刀片的
中间穿过并落在中间传送带的表面，此时中间传送带将可回收材料从粉碎箱的端口投放至粉碎箱的内部，使得可回收材料顺着支撑条的上表面滑落至粉碎冲击板与粉碎箱的中间，此时在粉碎箱内部投放进入一定量的可回收材料后冲击电机会接通电源并启动；
20.(d)冲击电机启动后带动驱动齿轮旋转使得冲击杆带动转盘围绕转盘的轴线进行旋转，而转盘会带动冲击连杆的一端围绕其轴线转动，使得冲击连杆另一端带动冲击杆和粉碎冲击板进行上下往复的直线运动，而此时粉碎冲击板会往复的对位于其和粉碎箱中间的可回收材料进行冲击，将可回收材料进行粉碎并压实；
21.(e)在粉碎冲击板工作的过程中可以间歇启动摆动转轴连接的摆动电机，使得粉碎冲击板在上移的过程中摆动转轴带动摆动连接支架围绕摆动转轴的轴线进行摆动，此时摆动连接支架会带动防粘结刮板贴合粉碎箱的内壁进行滑行，将被粉碎冲击板压实并粘接在粉碎箱表面的可回收材料从粉碎箱上分离并对所有的可回收材料进行翻转，可以提高粉碎冲击板的风速效率；
22.(f)在粉碎冲击板加工完毕后，可以启动回转转轴连接的摆动电机，使得摆动电机带动回转转轴围绕回转转轴的轴线进行往复摆动，此时回转转轴会带动回转连接支架和位于两个回转连接支架中间的研磨辊同步动作，使得随着回转连接支架运动的研磨辊对被粉碎后的可回收材料进行切割，对可回收材料进一步进行粉碎作业，大大提高力装置的粉碎效率和粉碎程度。
23.优选的，所述抽料板的上表面为锥状，所述粉碎冲击板的底端两侧为向外倾斜的斜面，所述抽料板的上表面粉碎冲击板的底端两侧表面均光滑。
24.优选的，所述研磨辊的外表面排列设置有环形刀片，所述环形刀片与相邻的环形刀片之间的间距相等。
25.与现有技术相比，本发明的使用方法的有益效果是：
26.本发明通过可以一次性的将包覆磷酸铁锂电池极片的外壳与极片内部材料进行直接分离，保证在对材料回收完毕后，回收材料内部不会掺杂过多的杂质，方便后续使用化学药剂进行还原或进行化学反应，降低材料回收的难度和保证回收材料的纯净度。
附图说明
27.图1为本发明整体的结构示意图；
28.图2为本发明粉碎机构的结构示意图；
29.图3为本发明去壳机构的结构示意图；
30.图4为本发明旋转滚筒的横截面图；
31.图5为本发明支撑条的局部横截面示意图；
32.图6为本发明图2中a处的结构示意图。
33.图中：1、上料传送带；2、传输辊；3、支撑架；4、出料板；5、去壳机构；501、吸料管；502、抽料板；503、导料板；504、端部定位块；505、剥壳刀片；506、旋转滚筒；507、橡胶条；508、缓冲杆；509、缓冲弹簧；510、驱动转轴；6、粉碎机构；601、粉碎箱；602、支撑条；603、粉碎冲击板；604、研磨辊；605、回转连接支架；606、防粘结刮板；607、摆动连接支架；608、活动密封底板；609、转盘；610、冲击杆；611、传动齿轮环；612、驱动齿轮；613、摆动转轴；614、冲击连杆；615、回转转轴；7、回收料管；8、中间传送带。
具体实施方式
34.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
35.本发明所提到的分离电机(型号为ncv28-400-60c)、冲击电机(型号为5ik60rgn-cf)和摆动电机(型号为6ik180w-200w)均可从市场采购或私人定制获得。
36.请参阅图1至图6，本发明提供的一种实施例：一种利用废旧磷酸铁锂极片制备磷酸铁锂正极材料的装置，包括中间传送带8，中间传送带8的一侧设置有两层上下等间距排列的传输辊2，传输辊2的另一侧设置有上料传送带1，传输辊2的两端外侧均设置有支撑架3，传输辊2与中间传送带8的中间设置有去壳机构5；
37.去壳机构5包括两个抽料板502，两个抽料板502的中间设置有两个导料板503，两个导料板503的中间设置有两个剥壳刀片505，抽料板502的外侧设置有吸料管501，导料板503朝向传输辊2的两端表面均设置有端部定位块504，位于同个导料板503上的两个端部定位块504的中间设置有旋转滚筒506，旋转滚筒506的中间贯穿设置有驱动转轴510，驱动转轴510的两端分别插接在两个端部定位块504内部且一端端部侧面设置有分离电机，分离电机的端部和驱动转轴510的端部外表面均设置有齿轮，齿轮与齿轮啮合，分离电机与驱动转轴510通过齿轮传动，旋转滚筒506的外侧设置有橡胶条507，橡胶条507朝向旋转滚筒506的侧面设置有缓冲杆508，缓冲杆508的一端与橡胶条507连接而另一端插接在旋转滚筒506的内部；
38.中间传送带8的另一侧设置有粉碎机构6，粉碎机构6包括粉碎箱601，粉碎箱601的底面设置有两个活动密封底板608，两个活动密封底板608的下方设置有出料板4，出料板4的底面中间设置有回收料管7，粉碎箱601的内部设置有支撑条602，支撑条602的下方活动设置有粉碎冲击板603，粉碎冲击板603的上表面设置有冲击杆610，冲击杆610的顶端贯穿支撑条602的底面延伸至支撑条602的内部，冲击杆610的上端设置有冲击连杆614，冲击连杆614的上端一侧设置有转盘609，转盘609的外侧设置有传动齿轮环611，传动齿轮环611的另一侧设置有和其啮合的驱动齿轮612，驱动齿轮612的中间贯穿设置有轴销，轴销的两端均插接在支撑条602的内壁中且一端端部连接有冲击电机，轴销与冲击电机通过固定销连接；
39.支撑条602的两端端部均设置有回转连接支架605，回转连接支架605的外侧设置有摆动连接支架607，两个回转连接支架605远离支撑条602的中间设置有设置有研磨辊604，两个摆动连接支架607远离支撑条602的端部中间设置有防粘结刮板606，其中一个回转连接支架605与支撑条602贴合的端部端面设置有回转转轴615，回转转轴615插接在支撑条602的端部内部且端部下方设置有摆动电机，设置有回转转轴615的回转连接支架605外侧的摆动连接支架607贴合回转连接支架605的端面设置有摆动转轴613，摆动转轴613贯穿回转连接支架605和回转转轴615插接在支撑条602的内部且端部下方设置有摆动电机，两个摆动电机的端部和摆动转轴613与回转转轴615插接在支撑条602内部的端部外表面均设置有传动齿轮且传动齿轮与传动齿轮之间相互啮合，两个摆动电机与摆动转轴613和回转转轴615通过传动齿轮连接。
40.进一步，传输辊2的外表面等间距排列设置有导向环，距离上料传送带1最近的两个传输辊2外侧的导向环的外壁具有刃口，可以对传输进入两个传输辊2中间的磷酸铁锂极
片的侧边进行直接切割，实现壳体与磷酸铁锂极片内部材料分离。
41.进一步，冲击杆610的两侧均设置有导向条，导向条的外表面镶嵌设置有滚珠且导向条卡接在支撑条602的内壁中与支撑条602通过滚珠连接，镶嵌有滚珠的导向条可以对冲击杆610的运动方向进行导向，且有效的降低冲击杆610与支撑条602之间的摩擦阻力。
42.进一步，回转转轴615插接在支撑条602内部的端部外表面设置有防偏移环，防偏移环与回转转轴615通过一体化注塑成型且两侧表面均镶嵌有滚珠，防偏移环可以保证回转转轴615在受到驱动旋转的过程中不会沿着其轴线方向进行移动，保证回转转轴615运行时的稳定。
43.进一步，摆动转轴613贯穿回转转轴615的端部外侧设置有限制环，限制环通过焊接固定在摆动转轴613的外侧且朝向回转转轴615的表面镶嵌设置有隔离珠，镶嵌有隔离珠的限制环可以保证摆动转轴613在旋转时不会出现位置移动，且有效的降低且自身与回转转轴615之间的摩擦阻力，使得摆动转轴613更好的进行往复转动。
44.进一步，粉碎冲击板603的内部为空心状态，粉碎冲击板603的壁体厚度为3cm—5cm，内部为空心状态的粉碎冲击板603在对其和粉碎箱601中间的材料进行往复冲击时造成的冲击力不会过大，且自身具有一定的形变能力，保证自身和粉碎箱601不会因为冲击受到损坏。
45.进一步，缓冲杆508插接在旋转滚筒506内部的端部与旋转滚筒506的中间设置有缓冲弹簧509，缓冲弹簧509与橡胶条507通过胶粘剂连接，缓冲弹簧509使得橡胶条507在随着旋转滚筒506旋转时与导料板503接触时，可以带动缓冲杆508向旋转滚筒506内部收缩调节，保证旋转滚筒506的旋转过程中不会受到干扰。
46.一种利用废旧磷酸铁锂极片制备磷酸铁锂正极材料的装置使用方法，使用方法包括以下步骤：
47.(a)首先接通装置电源，电源接通后将带处理的磷酸铁锂极片放置在上料传送带1表面摆放整齐，使得上料传送带1将磷酸铁锂极片向上下两层的传输辊2中间运输，然后传输辊2将磷酸铁锂极片向两个剥壳刀片505的中间进行传送，在磷酸铁锂极片传送至两个剥壳刀片505与剥壳刀片505接触时，两个剥壳刀片505的刀刃部会将从且中间穿过的磷酸铁锂极片上下壳体进行剥离；
48.(b)被从磷酸铁锂极片外侧剥离的壳体会贴合导料板503的表面向上进行移动，此时驱动转轴510通过齿轮传动的分离电机带动驱动转轴510进行转动，此时驱动转轴510会带动旋转滚筒506旋转，同时使得旋转滚筒506带动缓冲杆508转动使得橡胶条507围绕驱动转轴510的轴线做圆周运动，而座圆周运动的橡胶条507会将从磷酸铁锂极片上分离的壳体挤压在导料板503的表面并向抽料板502的内部移动，此时吸料管501内部的吸力将移动至抽料板502内部的壳体进行吸取并运输至收集装置内部；
49.(c)在磷酸铁锂极片外侧壳体运输完毕后，剩余的可回收材料从两个剥壳刀片505的中间穿过并落在中间传送带8的表面，此时中间传送带8将可回收材料从粉碎箱601的端口投放至粉碎箱601的内部，使得可回收材料顺着支撑条602的上表面滑落至粉碎冲击板603与粉碎箱601的中间，此时在粉碎箱601内部投放进入一定量的可回收材料后冲击电机会接通电源并启动；
50.(d)冲击电机启动后带动驱动齿轮612旋转使得冲击杆610带动转盘609围绕转盘
609的轴线进行旋转，而转盘609会带动冲击连杆614的一端围绕其轴线转动，使得冲击连杆614另一端带动冲击杆610和粉碎冲击板603进行上下往复的直线运动，而此时粉碎冲击板603会往复的对位于其和粉碎箱601中间的可回收材料进行冲击，将可回收材料进行粉碎并压实；
51.(e)在粉碎冲击板603工作的过程中可以间歇启动摆动转轴613连接的摆动电机，使得粉碎冲击板603在上移的过程中摆动转轴613带动摆动连接支架607围绕摆动转轴613的轴线进行摆动，此时摆动连接支架607会带动防粘结刮板606贴合粉碎箱601的内壁进行滑行，将被粉碎冲击板603压实并粘接在粉碎箱601表面的可回收材料从粉碎箱601上分离并对所有的可回收材料进行翻转，可以提高粉碎冲击板603的风速效率；
52.(f)在粉碎冲击板603加工完毕后，可以启动回转转轴615连接的摆动电机，使得摆动电机带动回转转轴615围绕回转转轴615的轴线进行往复摆动，此时回转转轴615会带动回转连接支架605和位于两个回转连接支架605中间的研磨辊604同步动作，使得随着回转连接支架605运动的研磨辊604对被粉碎后的可回收材料进行切割，对可回收材料进一步进行粉碎作业，大大提高力装置的粉碎效率和粉碎程度。
53.进一步，抽料板502的上表面为锥状，粉碎冲击板603的底端两侧为向外倾斜的斜面，抽料板502的上表面粉碎冲击板603的底端两侧表面均光滑，保证完成壳体分离后的极片在谈着支撑条602滑落时不会出现滞留，保证对材料回收的效率。
54.进一步，研磨辊604的外表面排列设置有环形刀片，环形刀片与相邻的环形刀片之间的间距相等，设置有环形刀片的研磨辊604在随着回转连接支架605进行摆动时，可以对位于粉碎冲击板603下方的材料进行切割作业，更好的使材料进行粉碎。
55.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。