废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线

560 编辑：中冶有色技术网来源：湖南中伟智能制造有限公司

2023-12-21 14:27:04

权利要求书： 1.一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线，其特征在于，包括依次相连设置的上料输送机、极片冲击破碎机、第一筛分机、高速极片冲击破碎机、控温控氧系统、第一物料风机、第一旋风分离器、第二筛分机、磨粉机、第二物料风机、第二旋风分离器、第三筛分机、防爆除尘器以及尾气处理系统；所述控温控氧系统分别与所述极片冲击破碎机、高速极片冲击破碎机连接设置；所述防爆除尘器分别与极片冲击破碎机、第一筛分机、高速极片冲击破碎机、控温控氧系统、第一旋风分离器、第二筛分机、第二旋风分离器、第三筛分机连接设置，所述尾气处理系统包括与防爆除尘器的出口依次连接设置的离心式通风机、碱喷淋系统、除雾器、OCs净化器以及集中排放烟囱。

2.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线，其特征在于，所述极片冲击破碎机包括破碎机壳体、设置在破碎机壳体内的冲击旋转刀片安装盘、设置在冲击旋转刀片安装盘上的冲击旋转刀片、与所述破碎机壳体内部连通设置的惰性气体系统以及设置在所述破碎机壳体内的温度传感器以及氧气浓度测试仪，所述温度传感器以及氧气浓度测试仪与所述惰性气体系统连接设置。

3.根据权利要求2所述的一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线，其特征在于，所述破碎机壳体位于出口的上方设置有落料格栅网。

4.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线，其特征在于，所述第三筛分机包括粗料正极粉出口、铝箔颗粒出口以及正极粉出口，所述粗料正极粉出口与磨粉机的入料口连接。

5.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线，其特征在于，所述极片冲击破碎机上设置有排气抽风口。

6.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线，其特征在于，所述极片冲击破碎机与所述高速极片冲击破碎机的转速不同。

7.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线，其特征在于，所述第一筛分机包括正极粉出口以及粗料出口，所述粗料出口与高速极片冲击破碎机的入料口连接。

8.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线，其特征在于，所述第二筛分机包括正极粉出口以及粗料正极粉出口，所述粗料正极粉出口与磨粉机的入料口连接。

说明书：一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线技术领域[0001] 本实用新型涉及废旧锂电池回收技术领域，特别涉及一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线。

背景技术[0002] 据有关部门统计，2017年锂离子电池产量为111.1亿只，同比增长31.3％；2018年1～10月，锂离子电池产量达到113.9亿只，同比增长11.0％。据统计在2019年～2023年间我

国锂离子电池产量平均增长率将高达16.43％，2023年我国锂离子电池的产量将高达283亿

只。如果不能对大量废弃后的锂离子电池进行正确、有效地处理，将造成大量不可再生且经

济价值高的金属资源的浪费。

[0003] 现有技术中常用干式物理机械法的回收方式，正极材料剥离效果差，撕碎机和筛分机常常发生堵料，撕碎机破碎过程发生正极材料的引燃，进而存在产生火花发生爆炸的

风险，工业推广困难,预处理过程中高温处理会使隔膜分解，产生有毒气体,能耗较大。

实用新型内容

[0004] 针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线，包括依次相连设置的上料输送机、极片冲击破碎机、第一筛分机、高速极片冲击

破碎机、控温控氧系统、第一物料风机、第一旋风分离器、第二筛分机、磨粉机、第二物料风

机、第二旋风分离器、第三筛分机、防爆除尘器以及尾气处理系统；所述控温控氧系统分别

与所述极片冲击破碎机、高速极片冲击破碎机连接设置；所述防爆除尘器分别与极片冲击

破碎机、第一筛分机、高速极片冲击破碎机、控温控氧系统、第一旋风分离器、第二筛分机、

第二旋风分离器、第三筛分机连接设置，所述尾气处理系统包括与防爆除尘器的出口依次

连接设置的离心式通风机、碱喷淋系统、除雾器、OCs净化器以及集中排放烟囱。

[0005] 优选的，所述极片冲击破碎机包括破碎机壳体、设置在破碎机壳体内的冲击旋转刀片安装盘、设置在冲击旋转刀片安装盘上的冲击旋转刀片、与所述破碎机壳体内部连通

设置的惰性气体系统以及设置在所述破碎机壳体内的温度传感器以及氧气浓度测试仪，所

述温度传感器以及氧气浓度测试仪与所述惰性气体系统连接设置。

[0006] 优选的，所述破碎机壳体位于出口的上方设置有落料格栅网。[0007] 优选的，所述第三筛分机包括粗料正极粉出口、铝箔颗粒出口以及正极粉出口，所述粗料正极粉出口与磨粉机的入料口连接。

[0008] 优选的，所述极片冲击破碎机上设置有排气抽风口。[0009] 优选的，所述极片冲击破碎机与所述高速极片冲击破碎机的转速不同。[0010] 优选的，所述第一筛分机包括正极粉出口以及粗料出口，所述粗料出口与高速极片冲击破碎机的入料口连接。

[0011] 优选的，所述第二筛分机包括正极粉出口以及粗料正极粉出口，所述粗料正极粉出口与磨粉机的入料口连接。

[0012] 本实用新型的有益效果[0013] 本实用新型提供一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线，正极片在极片冲击破碎机和高速极片冲击破碎机中，利用冲击旋转刀片安装盘旋转速度的不同，进而冲

击旋转刀片刃部产生不同线速度，梯次破碎正极片，逐步缩小正极片的大小的破碎方式，防

止极片在在极片冲击破碎机和高速极片冲击破碎机中卷团，叠层，防止正极粉裹挟，能快速

有效的解离正极粉。

[0014] 利用离心式通风机提供引导气流和负压动力，在第一筛分机、第二筛分机和第三筛分机等设备内形成引导气流和微负压的工作氛围环境，进而在第一筛分机、第二筛分机

和第三筛分机筛网中形成冲刷气流，冲刷筛网，防止物料堵塞筛网，并且在设备工作过程中

无粉尘外溢。正极片的破碎回收生产过程在尾气处理系统的作用下，作业过程中无粉尘溢

出，生产过程中产生的污染物气体得到有效的处理，气体排放满足国标要求，无二次污染；

[0015] 生产过程无药剂使用，易操作的处理技术，规避了二次污染，耗能低。[0016] 控制过程可视化，生产线将由PLC进行智能控制，同时通过温度传感器、氧气浓度含量测试仪、热敏开关的信号进行综合判断，最大限度的减少火灾对机组的影响，避免安全

事故的发生。实现了正极片的无害化处理和对废旧电池中的正极片的资源化回收利用，对

废弃后的锂离子电池进行正确、有效地处理，避免了对自然环境的危害。

附图说明[0017] 图1为本实用新型的生产工艺流程图；[0018] 图2为极片冲击破碎机的结构示意图；[0019] 其中，1、上料输送机；2、极片冲击破碎机；21、温度传感器；22、氧气浓度含量测试仪；23、破碎机壳体；24、冲击旋转刀片；25、冲击旋转刀片安装盘；26、落料格栅网；27；惰性

气体系统、3、第一筛分机；4、高速极片冲击破碎机；5、控温控氧系统；6、第一物料风机；7、第

一旋风分离器；8、第二筛分机；9、磨粉机；10、第二物料风机；11、第二旋风分离器；12、第三

筛分机；13、防爆除尘器；14、离心式通风机；15、碱喷淋系统；16、除雾器；17、OCs净化器；

18、集中排放烟囱。

具体实施方式[0020] 下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领

域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。

这些都属于本实用新型的保护范围。

[0021] 参照图1和图2[0022] 本实用新型提供一种废旧锂电池正极片的资源化回收利用生产线，包括依次相连设置的上料输送机1、极片冲击破碎机2、第一筛分机3、高速极片冲击破碎机4、控温控氧系

统5、第一物料风机6、第一旋风分离器7、第二筛分机8、磨粉机9、第二物料风机10、第二旋风

分离器11、第三筛分机12、防爆除尘器13以及尾气处理系统；所述控温控氧系统5分别与所

述极片冲击破碎机2、高速极片冲击破碎机4连接设置；所述防爆除尘器13分别与极片冲击

破碎机2、第一筛分机3、高速极片冲击破碎机4、控温控氧系统5、第一旋风分离器7、第二筛

分机8、第二旋风分离器11、第三筛分机12连接设置，所述尾气处理系统包括与防爆除尘器

13的出口依次连接设置的离心式通风机14、碱喷淋系统15、除雾器16、OCs净化器17以及集

中排放烟囱18。

[0023] 正极片经过上料输送机1进入极片冲击破碎机2，在极片冲击破碎机2的破碎作用下，将大部分正极材料和铝箔剥离，同时正极材料在冲击旋转刀片24的持续冲击作用下破

碎成细粉，破碎后的混合物进入第一筛分机3，符合预定粒度值的正极粉筛分排出第一筛分

机3进行收集，其余较大颗粒的粗料进入高速极片冲击破碎机4，锂离子活性强且初爆温度

低，温度升高120℃以上时，易引发热失控及连锁反应式的爆炸，极易造成严重的人员伤亡，

所以极片冲击破碎机2和高速极片冲击破碎机4的工作氛围环境在温度传感器21和氧气浓

度含量测试仪22信号反馈下，控温控氧系统5调节控制惰性气体系统27，把氧含量降低至安

全值5％以下，阻止氧化反应燃烧爆燃和降低物料温度，防止破碎过程中产生火花发生爆

炸。同时利用尾气处理系统提供的引导气流和微负压环境，利用惰性气体系统27补充的气

体高速冲涮落料格栅网26，防止物料堵塞落料格栅网26；在高速极片冲击破碎机4中，小片

状的正极片进一步破碎成已经无法附着正极材料的小颗粒的物料，同时剥离的正极材料在

高速极片冲击破碎机4中通过冲击旋转刀片24的持续冲击下破碎成细粉；此后混合物料通

过第一物料风机6的输送，先进入第一旋风分离器7中，利用尾气处理系统提供的引导气流

消除第一物料风机6产生的输送气体，第一旋风分离器7中的混合物料则进入第二筛分机8

中进行分选，符合预定粒度值的正极粉排出第二筛分机8进行收集,少量较大颗粒的正极材

料和团状颗粒的铝箔颗粒进入磨粉机9中；

[0024] 在磨粉机9中，团状颗粒的铝箔颗粒被高速刀片再次切割，同时被切割的铝箔颗粒在磨粉机9中高速翻滚振动，裹挟在铝箔颗粒中的正极材料被剥离，同时正极材料在高速翻

滚振动中被研磨破碎；然后混合物料通过第二物料风机10进入第二旋风分离器11中；

[0025] 在第二旋风分离器11中，混合物料与输送气体进行分离后进入第三筛分机12中，符合预定粒度值的正极粉和铝箔颗粒排出筛分机进行收集，少量的大颗粒正极粉返回磨粉

机9中，再次研磨破碎；

[0026] 在防爆除尘器13、离心式通风机14、碱喷淋系统15、除雾器16、OCs净化器17和集中排放烟囱18组成尾气处理系统的作用下，利用离心式通风机14提供负压动力，正极片的

破碎回收生产过程处于微负压的状态下，作业过程中无粉尘溢出，生产过程中产生的粉尘

经防爆除尘器13处理后，形成尾灰粉，酸性气体和有机气体通过碱喷淋系统15、除雾器16、

OCs净化器17等设备被吸收消除，最终生产线在生产过程中产生粉尘和其它危害气体得到

有效的处理，气体排放满足国标要求，无二次污染。同时在尾气处理系统离心式通风机14的

作用下，在第一筛分机3、第二筛分机8和第三筛分机12等设备内形成引导气流和微负压的

工作氛围环境，进而在在第一筛分机3、第二筛分机8和第三筛分机12的筛网中形成冲刷气

流，冲刷筛网，防止物料堵塞筛网，并且在设备工作过程中无粉尘外溢。

[0027] 在其中的一实施例中，所述极片冲击破碎机2包括破碎机壳体23、设置在破碎机壳体23内的冲击旋转刀片安装盘25、设置在冲击旋转刀片安装盘25上的冲击旋转刀片24、与

所述破碎机壳体23内部连通设置的惰性气体系统27以及设置在所述破碎机壳体23内的温

度传感器21以及氧气浓度测试仪，所述温度传感器21以及氧气浓度测试仪与所述惰性气体

系统27连接设置。

[0028] 在其中的一实施例中，所述破碎机壳体23位于出口的上方设置有落料格栅网26。[0029] 在其中的一实施例中，所述第三筛分机12包括粗料正极粉出口、铝箔颗粒出口以及正极粉出口，所述粗料正极粉出口与磨粉机9的入料口连接。

[0030] 在其中的一实施例中，所述极片冲击破碎机2上设置有排气抽风口。[0031] 在其中的一实施例中，所述极片冲击破碎机2与所述高速极片冲击破碎机4的转速不同。正极片在极片冲击破碎机2和高速极片冲击破碎机4中，利用冲击旋转刀片安装盘25

旋转速度的不同，进而冲击旋转刀片24刃部产生不同线速度，梯次破碎正极片，逐步缩小正

极片的大小的破碎方式，防止极片在在极片冲击破碎机2和高速极片冲击破碎机4中卷团，

叠层，防止正极粉裹挟，能快速有效的解离正极粉。

[0032] 在其中的一实施例中，所述第一筛分机3包括正极粉出口以及粗料出口，所述粗料出口与高速极片冲击破碎机4的入料口连接。

[0033] 在其中的一实施例中，所述第二筛分机8包括正极粉出口以及粗料正极粉出口，所述粗料正极粉出口与磨粉机9的入料口连接。

[0034] 在本实用新型的描述中，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”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

于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

[0035] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者

隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个

以上，除非另有明确具体的限定。

[0036] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或一体式连接；可

以是机械连接，也可以是电动连接；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，可以根据具体情况理解上述术

语在本实用新型中的具体含义。

[0037] 以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员

来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。