电池材料回收装置

权利要求书： 1.一种电池材料回收装置，其特征在于，包括：

接料机构，其用于获取待回收电池；

破碎机构，其用于破碎所述待回收电池以获取电池材料；

分选机构，其用于将所述电池材料进行分选，以得到不同类型的电池材料；

出料机构，其用于收集分选后的电池材料，所述接料机构、破碎机构、分选机构和出料机构从上到下设置，所述出料机构包括多个物料收集箱，所述物料收集箱的顶部与负压排气管道连通，用于通过在负压排气管道中形成负压环境以排出粉尘和促进电池材料落料；

所述接料机构包括倒锥形料斗，所述倒锥形料斗中设置有四个对称分布的摆料板，用于使所述待回收电池均匀进入破碎机构中；

所述摆料板与料斗的侧面形状相适配；

所述接料机构中还包括驱动结构，所述驱动结构包括平行四边形连杆结构，所述平行四边形连杆结构包括下连杆、第一连杆架、第二连杆架和上连杆，所述上连杆和下连杆平行，所述第一连杆架和第二连杆架平行，并且所述第一连杆架和第二连杆架用于固定所述摆料板，所述下连杆包括丝杆，所述丝杆上设置有滑块，所述滑块通过一个中间连杆与所述上连杆传动连接；

所述破碎机构包括平行设置的两排辊子，所述两排辊子上下设置，用于将所述待回收电池压碎；

所述分选机构还包括旋振筛和重力分选装置，所述旋振筛包括第一旋振层和第二旋振层，所述第一旋振层的出料口与正极材料收集箱连通，所述第二旋振层的出料口与所述重力分选装置连通，用于对粉状电池材料和片状电池材料进行分选，所述重力分选装置分别与对应的多个物料收集箱连通，用于对所述片状电池材料进行分选。

2.根据权利要求1所述的电池材料回收装置，其特征在于，所述滑块通过一个中间连杆与所述上连杆传动连接包括滑块与中间连杆的下端铰接以及中间连杆上端与上连杆铰接。

3.根据权利要求2所述的电池材料回收装置，其特征在于，所述滑块的上端与所述上连杆通过十字插销结构传动连接，其中所述滑块的上端具有纵向的第一长孔，所述上连杆具有横向的第二长孔，第一长孔和第二长孔交叉布置，并且通过插销连接。

4.根据权利要求1所述的电池材料回收装置，其特征在于，所述分选机构包括磁分选装置，所述磁分选装置包括磁芯和转筒，所述磁芯设置于所述转筒的内部，用于在转筒表面形成设定范围的磁吸附区域，以在转筒转动时对电池材料中的磁性材料和非磁性材料进行分选。

5.根据权利要求1所述的电池材料回收装置，其特征在于，所述下连杆与破碎机构中的辊子平行设置。

说明书： 一种电池材料回收装置技术领域[0001] 本发明一般地涉及正极材料回收技术领域。更具体地，本发明涉及一种电池材料回收装置。

背景技术[0002] 随着电池产业技术的不断发展，各类电池的需求量也逐渐提升，对于电池规格的要求也越来越高。然而，高规格电池需求也伴随着高报废率。由于资源的紧缺、环保要求和

经济需要，锂电池回收是电池全生命周期的重要一环，各地对废电池的回收利用方案高度

重视。目前，电池材料回收技术主要分为直接回收的方式和梯次利用的方式。其中梯次利用

指的是将性能下降到初始性能80％以下的电池退役、检测，然后将性能较好的电池筛选重

组后在某些使用条件相对温和的场合进行二次利用。直接回收处理，指的是将报废的锂电

池集中回收，通过物理、化学等回收处理工艺循环利用电池或将电池中具备利用价值的金

属元素如锂、钴、镍等提取出来。

[0003] 当前直接回收处理的方式中，通常采用破碎装置直接将待回收电池进行破碎，然后采用相应的分选装置将破碎后的电池材料进行分选，以获取电池中的各种材料。然而，采

用这种方式进行锂电池回收时，可能会存在以下几点问题：

[0004] 第一、锂电池破碎过程中会有大量的粉尘产生，同时伴随有有害气体；[0005] 第二、锂电池破碎过程中可能会存在材料在各部分堆积的问题，造成回收装置中破碎装置等结构使用寿命减少，并且材料回收效率较低。

[0006] 鉴于此，如何提升电池材料回收装置的可靠性并满足环保要求，对于提升电池材料回收技术具有重要作用。

发明内容[0007] 为解决上述一个或多个技术问题，本发明提出通过在电池材料回收装置中物料收集箱的顶部与负压排气管道连通，不仅能够及时排出破碎过程中的粉尘，还可以有效促进

电池材料在破碎过程中落料。

[0008] 为此，本发明提供了一种电池材料回收装置，包括：接料机构，其用于获取待回收电池；破碎机构，其用于破碎所述待回收电池以获取电池材料；分选机构，其用于将所述电

池材料进行分选，以得到不同类型的电池材料；出料机构，其用于收集分选后的电池材料，

所述接料机构、破碎机构、分选机构和出料机构从上到下设置，所述出料机构包括多个物料

收集箱，所述物料收集箱的顶部与负压排气管道连通，用于通过在管道中形成负压环境以

排出粉尘和促进电池材料落料。

[0009] 在一个实施例中，所述接料机构包括倒锥形料斗，所述倒锥形料斗中设置有摆料板，用于使所述待回收电池均匀进入破碎机构中。

[0010] 在一个实施例中，所述摆料板与倒锥形料斗的侧面形状相适配。[0011] 在一个实施例中，所述接料机构中还包括驱动结构，所述驱动结构包括平行四边形连杆结构，所述平行四边形连杆结构包括下连杆、第一连杆架、第二连杆架和上连杆，所

述上连杆和下连杆平行，所述第一连杆架和第二连杆架平行，并且所述第一连杆架和第二

连杆架用于固定所述摆料板，所述下连杆包括丝杆，所述丝杆上设置有滑块，所述滑块通过

一个中间连杆与所述上连杆传动连接。

[0012] 在一个实施例中，所述滑块通过一个中间连杆与所述上连杆传动连接包括滑块与中间连杆的下端铰接以及中间连杆上端与上连杆铰接。

[0013] 在一个实施例中，所述滑块的上端与所述上连杆通过十字插销结构传动连接，其中所述滑块的上端具有纵向的第一长孔，所述上连杆具有横向的第二长孔，第一长孔和第

二长孔交叉布置，并且通过插销连接。

[0014] 在一个实施例中，所述破碎机构包括平行设置的两排辊子，所述两排辊子上下设置，用于将所述待回收电池压碎。

[0015] 在一个实施例中，所述分选机构包括磁分选装置，所述磁分选装置包括磁芯和转筒，所述磁芯设置于所述转筒的内部，用于在转筒表面形成设定范围的磁吸附区域，以在转

筒转动时对电池材料中的磁性材料和非磁性材料进行分选。

[0016] 在一个实施例中，所述分选机构还包括旋振筛和重力分选装置，所述旋振筛包括第一旋振层和第二旋振层，所述第一旋振层的出料口与正极材料收集箱连通，所述第二旋

振层的出料口与所述重力分选装置连通，用于对粉状电池材料和片状电池材料进行分选，

所述重力分选装置分别与对应的多个物料收集箱连通，用于对所述片状电池材料进行分

选。

[0017] 在一个实施例中，所述下连杆与破碎机构中的辊子平行设置。[0018] 根据本发明的方案，将接料机构、破碎机构、分选机构和出料机构从上到下设置，并且物料收集箱的顶部与负压排气管道连通，一方面可以通过负压排气管路中形成的负压

将破碎过程中产生的粉尘和有害气体排除，避免对环境造成空气污染，另一方面，通过管道

中的负压可以有效促进破碎过程的电池材料的落料效率，提升电池材料的回收效率。

[0019] 进一步，本发明中还通过在倒锥形料斗中设置摆料板，从而使待回收电池可以均匀进入破碎机构中，提升了对电池材料的粉碎效率。

附图说明[0020] 通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若

干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

[0021] 图1是示意性示出根据本发明实施例的电池材料回收装置的示意图；[0022] 图2是示意性示出根据本发明的一个实施例的驱动结构的示意图；[0023] 图3是示意性示出其中应用本发明的一个实施例的驱动结构的示意图；[0024] 图4是示意性示出根据本发明的另一个实施例的驱动结构的示意图；[0025] 图5是示意性示出根据本发明的实施例的驱动丝杆转动的齿轮结构的示意图；[0026] 图6是示意性示出根据本发明的实施例的磁分选装置的示意图；[0027] 图7是示意性示出根据本发明的实施例的旋振筛和重力分选装置的示意图；[0028] 其中图1至图7中，101、接料机构；102、破碎机构；103、分选机构；104、物料收集箱；106、负压排气管道；107、尾气处理箱；108、抽气泵；201、下连杆；202、第一连杆架；203、第二

连杆架；204、上连杆；205、滑块；206、中间连杆；301、螺杆；302、第一摆料板；303、第二摆料

板；304、上横杆；305、螺套；306、第一竖杆；307、下横杆；308、套环；401、第一长孔；402、第二长孔；403、插销；501、皮带轮；502、第一齿轮；503、螺杆齿轮；504、第二齿轮；601、磁芯；602、转筒；701、旋振电机；702、出料管；703、重力分选装置。

具体实施方式[0029] 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。

[0030] 下面结合附图来详细描述本发明的具体实施方式。[0031] 图1是示意性示出根据本发明实施例的电池材料回收装置的示意图。根据本发明的上下文，该电池材料回收装置可以用于多种类型的电池的回收。例如锂电池、镍镉电池

等，本发明仅为了示例性的目的而将该电池示出为锂电池。

[0032] 如图1所示，该电池材料回收装置包括接料机构101、破碎机构102、分选机构103和出料机构，该接料机构101、破碎机构102、分选机构103和出料机构从上到下设置。其中接料

机构101可以用于获取待回收电池。在一些实施例中，该接料机构101包括倒锥形料斗。在该

倒锥形料斗中设置有摆料板，用于使待回收电池均匀进入破碎机构102中。进一步，该接料

结构也可以采用方形料斗，其具体形状可以根据实际需要进行设置。在一个实施例中，上述

摆料板与倒锥形料斗的侧面形状相适配，从而提升结构设置的整体性和稳定性。

[0033] 破碎机构102可以用于破碎待回收电池以获取电池材料。在一些实施例中，该破碎机构102可以采用并列设置的辊子，从而对待回收电池进行碾压，以实现待回收电池的粉碎

过程。在一个应用场景中，该破碎机构102包括平行设置的两排辊子，该两排辊子上下设置，

用于将待回收电池压碎。例如图1中示出的结构中，第一排设置平行的四个辊子，第二排设

置平行的四个辊子，该两排辊子上下设置。进一步，还可以设置多组辊子结构，以实现不同

程度的碾压过程。

[0034] 分选机构103用于将电池材料进行分选，以得到不同类型的电池材料。在一些实施例中，该分选机构103可以将粉碎后的电池材料进行磁分选和/或颗粒大小的分选，从而实

现对电池材料的有效回收利用。

[0035] 出料机构用于收集分选后的电池材料。在一些实施例中，该出料机构可以包括多个物料收集箱104。例如铜料收集箱、铝料收集箱、含锂材料收集箱和磁性收集箱等。该物料

收集箱104的顶部可以与负压排气管道106连通，用于通过在负压排气管道106中形成负压

环境以排出粉尘和促进电池材料落料。通过设置于物料收集箱顶部的负压排气管道106，可

以形成负压下的粉碎环境，一方面可以将粉碎过程中产生的粉尘和有害气体及时排出，另

一方面还可以通过负压环境促使电池材料落料，提升电池回收过程中的处理效率。

[0036] 在一些实施例中，可以在该负压排气管道106的另一端设置抽气泵108，以引导气体流动。进一步，还可以在气体出口处设置尾气过滤装置，以降低对粉尘、有害气体等对大

气的污染。为了便于清洁该尾气过滤装置，可以在该尾气过滤装置的尾气处理箱107上设置

相应的开口，以便于清扫内部的粉末等。

[0037] 图2是示意性示出根据本发明的一个实施例的驱动结构的示意图。[0038] 如图2所示，为了驱动接料结构中摆料板动作，该接料机构中还包括驱动结构。在一些实施例中，上述驱动结构包括平行四边形连杆结构。平行四边形连杆结构包括下连杆

201、第一连杆架202、第二连杆架203和上连杆204。其中上连杆204和下连杆201平行，第一

连杆架202和第二连杆架203平行，并且第一连杆架202和第二连杆架203用于固定摆料板。

下连杆201包括丝杆，丝杆上设置有滑块205，滑块205通过一个中间连杆206与上连杆204传

动连接。在操作过程中，可以通过驱动该丝杆转动以驱动滑块205在丝杆上往复移动，进而

通过中间连杆206驱动上连杆204、第一连杆架202和第二连杆架203动作，实现摆料板的往

复动作。

[0039] 在一个应用场景中，上述滑块205可以通过一个中间连杆206与上连杆204传动连接的方式可以包括滑块205与中间连杆206的下端铰接以及中间连杆206上端与上连杆204

铰接。具体地，该中间连杆206的一端与滑块205铰接，中间连杆206的另一端与上连杆204铰

接。当滑块205移动时，可以通过中间连杆206带动上连杆204上下移动，进而驱动第一连杆

架202和第二连杆架203的摆动角度。

[0040] 以上结合图2详述了一种驱动摆料板移动的驱动结构的方式，接下来将结合图3中的一种应用具体说明该驱动结构设置。

[0041] 如图3所示，该驱动结构可以包括四个对称分布的摆料板，本实施例中仅以其中一对摆料板为例进行说明，另一对摆料板的动作原理相同，将不再重复说明。其中螺杆301可

以相当于上述实施例中的下连杆201，上横杆304相当于上述实施例中的上连杆204，第一摆

料板302可以相当于上述实施例中的第一连杆架202，第二摆料板303相当于上述实施例中

的第二连杆架203，从而形成上述平行四边形连杆结构。该第一摆料板302、第二摆料板303

通过下横杆307和套设在螺杆301上的套环308实现与螺杆301的传动连接。其中螺套305相

当于上述实施例中的滑块205，第一竖杆306相当于中间连杆206。第一竖杆306下端与螺套

305铰接，上端与上横杆304中部铰接。具体地，上横杆304两端与摆料板顶端铰接，下横杆

307两端与套环308和摆料板板均铰接，套环308与螺杆301铰接，螺杆301旋转使螺套305沿

螺杆301前后滑动，螺套305移动，通过第一竖杆306拉动上横杆304，上横杆304带动摆料板

以套环308轴心为轴摆动，摆料板发生倾斜，此时落下的锂电池经倾斜的摆料板滑落至破碎

装置中破碎辊的两端进行破碎，减少了现有装置中破碎辊中部相对于两端消耗更严重的情

况，增加破碎辊的使用寿命。

[0042] 如图4中还示意性示出另一种驱动结构，滑块205的上端还可以与上连杆204通过十字插销结构传动连接。具体地，滑块205的上端具有纵向的第一长孔401，上连杆204具有

横向的第二长孔402。该第一长孔401和第二长孔402交叉布置，并且通过插销403连接，从而

实现驱动第一摆料板和第二摆料板摆动。

[0043] 在一些实施例中，下连杆201可以与破碎机构中的辊子平行设置，以便于采用同一套动力系统设置，使得各部分设备可以采用同一个驱动电机驱动，有效提升该电池材料回

收装置的整体性并简化动力系统设置。

[0044] 图5是示意性示出根据本发明的实施例的驱动丝杆转动的齿轮结构的示意图。[0045] 上述电池材料回收装置中，可以采用一套动力系统分别对各部分进行驱动。基于此，可以通过相应的皮带轮501和齿轮组带动不同部分的设备运动。如图5所示，为了保证上

述第一摆料板和第二摆料板往复运动，该接料机构处的皮带轮501可以采用不完全齿轮结

构，即该皮带轮内侧有不完全齿轮与皮带轮固定连接。通过该不完全齿轮可以交替带动第

一齿轮502和第二齿轮504转动，第一齿轮502和第二齿轮504转动方向相同。螺杆齿轮503与

上述螺杆固定安装。第一齿轮502和螺杆齿轮503之间有两个中间齿轮，二者转动方向相反。

第二齿轮504和螺杆齿轮503之间有一个中间齿轮，二者转动方向相同。在皮带轮转动过程

中，将分别交替带动第一齿轮502和第二齿轮504运动，进而控制螺杆齿轮503正向或反向运

动，从而可以控制螺杆正转或反转，实现第一摆料板和第二摆料板的往复运动。

[0046] 可以理解的是，本发明中基于整体动力系统的设计而采用皮带轮带动齿轮组的方式，本发明中还可以采用其他形式的动力设置，例如各部分采用独立的动力系统，并设置相

应的总控设备进行调度控制。

[0047] 图6是示意性示出根据本发明的实施例的磁分选装置的示意图。图7是示意性示出根据本发明的实施例的旋振筛和重力分选装置的示意图。

[0048] 如图6所示，本发明中的分选机构可以包括磁分选装置。在一些实施例中，上述磁分选装置包括磁芯601和转筒602。磁芯601可以设置于转筒602的内部，用于在转筒602表面

形成设定范围的磁吸附区域，以在转筒602转动时对电池材料中的磁性材料和非磁性材料

进行分选。例如可以采用云海机械CTB系列的永磁滚筒式分选机。

[0049] 在一个应用场景中，当被粉碎后的电池材料落入分选机构中之后，磁性材料被吸附在转筒602上，转筒602转动，将具有磁性的电池材料带离磁芯601的磁性范围，具有磁性

的电池材料将脱离转筒602进入磁性材料对应的物料收集盒中。

[0050] 如图7所示，上述分选机构还可以包括旋振筛和重力分选装置703，以实现进一步的电池材料分选。在一些实施例中，该电池材料中的非磁性材料中可能包括粉末状材料或

块状材料。例如铜、铝、含锂粉状材料不受磁场影响。上述旋振筛通过旋振电机701驱动，可

以用于对粉状电池材料和片状电池材料进行分选。无磁性的电池材料下落进入悬振筛后，

通过旋振筛分选，粉末状的正极电池材料可以经过筛网进入出料管702，然后进入相应的正

极材料收集箱中。本发明中对于旋振筛的结构并不做限制，本领域技术人员可以采用现有

技术中的旋振筛设备。重力分选装置703用于对片状电池材料进行分选。经过上述悬振筛筛

选后，片状的铜、铝材料进入重力分选装置703，分选后将分别进入对应的物料收集箱中。

[0051] 在一些实施例中，上述旋振筛可以采用双层旋振筛。具体地，该双层旋振筛包括第一旋振层和第二旋振层。第一旋振层的出料口与正极材料收集箱连通，第二旋振层的出料

口与重力分选装置连通，用于对粉状电池材料和片状电池材料进行分选。上述重力分选装

置可以分别与对应的多个物料收集箱连通，用于对片状电池材料进行进一步分选。

[0052] 根据本发明的方案，通过在物料收集箱的顶部的负压排气管道，可以在管道中形成负压，使装置中的气体有导向流动，将整个回收装置中产生的粉末和有害气体进行回收，

所形成的的负压还可以使整个装置密封设置，减少气体泄漏对工作人员的伤害。同时所形

成的负压还可以促进粉碎、分选过程中的落料效率，减少了电池材料在各部分处的堆积情

况，从而减小对设备的损害。

[0053] 在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可

以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通

过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，

除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本发明

中的具体含义。

[0054] 根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于

阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有

所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能

被理解或解释为对本发明方案的限制。

[0055] 另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明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”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说

明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体

的限定。

[0056] 虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明

思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过

程中，可以采用对本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定

本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。