储能系统锂电池梯次循环回收系统及回收方法与流程

本发明属于电池回收，尤其涉及储能系统锂电池梯次循环回收系统，及储能系统锂电池梯次循环回收系统的回收方法。

背景技术：

1、锂电池的正极片中含有大量的稀有贵金属材料，例如锂、锰、镍、钴及塑料，这些稀有贵金属材料如何被回收循环再利用，是废旧锂电池回收行业发展以及新能源大战略的一个着力点。

2、磷酸铁锂电池为使用较为广泛的一种锂电池，同时，固相法是回收磷酸铁锂电池正极材料的一种常见的方式。固相法回收工艺一般为1.将废旧磷酸铁锂电池的正极板材料进行破碎处理，2.后将破碎后的正极板材料与一定比例的还原剂(如石墨)混合，形成一种混合物，3.将混合物置于高温炉中进行热处理，使混合物中的化学物质发生还原反应，将正极材料中的锂离子还原成可回收的锂盐，4.热处理后，待混合物冷却后，可以进行固相分离，正极材料和还原剂可以分离出来，生成纯净的正极材料。

3、一般的固相法回收工艺是将废旧磷酸铁锂电池的正极板材料破碎后再与石墨混合，存在正极板材料与石墨之间混合较为松散、接触不充分，在进行还原反应时，造成反应时间较长的问题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中的问题，提出如下技术方案：

2、储能系统锂电池梯次循环回收系统，包括粗破罐、精破罐、研磨罐、破碎组件和筛分组件，所述粗破罐和所述精破罐的内部均设置上下方向分布的破碎组件、筛分组件，所述研磨罐的内部设置有筛分组件；

3、所述筛分组件包括转动设置的内筛筒、设置在内筛筒外部随内筛筒同步转动并相对于内筛筒位置可进行改变的外筛筒，所述内筛筒上设置有筛孔区一和敞口区一，所述外筛筒上设置有筛孔区二和敞口区二，所述筛孔区一和所述筛孔区二处均开设有孔，所述孔的孔径由粗破罐至精破罐、至研磨罐处依次变小；

4、筛孔区一和筛孔区二重合，筛孔区一和筛孔区二的孔全部错开，敞口区一和敞口区二朝上设置，内筛筒和外筛筒之间处于存储状态；

5、筛孔区一和筛孔区二重合，筛孔区一和筛孔区二的孔局部重合，敞口区一和敞口区二朝上设置，内筛筒和外筛筒之间处于筛分状态一；

6、筛孔区一和筛孔区二重合，筛孔区一和筛孔区二的孔全部重合，敞口区一和敞口区二朝上设置，内筛筒和外筛筒之间处于筛分状态二；

7、筛孔区一和敞口区一被外筛筒覆盖，筛孔区二和敞口区二被内筛筒覆盖，且，内筛筒内部设置研磨介质，内筛筒和外筛筒之间处于研磨状态；

8、筛孔区一与敞口区二重合，筛孔区二与敞口区一重合，内筛筒和外筛筒之间处于筛分状态三；

9、敞口区一和敞口区二重合、并朝下设置，内筛筒和外筛筒之间处于倒料状态。

10、作为上述技术方案的优选，所述粗破罐的进料端具有一进料口，所述精破罐的进料端具有一管体六，所述研磨罐的进料端具有一管体七；

11、所述粗破罐的出料端与进料口之间设置有管体一，所述粗破罐的出料端与管体六之间设置有管体二，所述粗破罐的出料端与管体七之间设置有管体三；

12、所述精破罐的出料端与管体六之间设置有管体四，所述精破罐的出料端与管体七之间设置有管体五；

13、所述管体一、所述管体二、所述管体三、所述管体四和所述管体五上均设置有阀门和提升泵，所述管体六和所述管体七上均设置活动开口。

14、作为上述技术方案的优选，所述破碎组件由两个相对转动的破碎辊构成，所述破碎组件和所述筛分组件之间设置有收集斗。

15、作为上述技术方案的优选，所述内筛筒的两端部均设置有封头柱，所述封头柱与粗破罐、精破罐、研磨罐的罐壁转动配合；

16、所述封头柱套设有套筒，至少一个所述套筒的外圈侧壁上设置有轮齿一，所述轮齿一啮合有齿轮一，所述粗破罐、精破罐、研磨罐的罐壁安装有电机一，所述电机一的输出端连接齿轮一，所述电机一带动内筛筒、外筛筒正向、反向转动。

17、作为上述技术方案的优选，所述外筛筒的两端部均设置有封头筒，所述封头筒套设在封头柱外部并与之转动配合，至少一个所述封头筒的外圈侧壁上设置有轮齿二，所述轮齿二啮合有齿轮二，所述套筒的内壁上安装有电机二，所述电机二的输出端连接齿轮二，所述电机二带动外筛筒相对于内筛筒正向、反向转动。

18、作为上述技术方案的优选，所述内筛筒和所述外筛筒之间设置有锁止组件；

19、所述锁止组件包括设置在套筒内部的壳体，所述壳体中滑动配合有杆体，所述杆体位于壳体外部的一端与封头柱相抵，所述杆体位于壳体内部的一端设置有衔铁，所述壳体靠近封头柱的侧壁设置有永磁铁，所述壳体远离封头柱的侧壁设置有电磁铁；

20、所述电磁铁与衔铁之间的距离为a，所述衔铁与永磁铁之间的距离为b，初始位置时，所述b大于a。

21、根据上述任一项所述的储能系统锂电池梯次循环回收系统的回收方法，包括以下步骤，

22、s1，粗破：将正极片、二分之一的石墨投入粗破罐，破碎组件对其进行粗破操作，破碎后进入筛分组件中，筛分出不合格的混合料投入粗破罐中继续进行粗破操作，所述石墨为石墨块体；

23、s2，精破：s1中筛分出合格的混合料、二分之一的石墨投入精破罐，破碎组件对其进行精破操作，破碎后进入筛分组件，筛分出不合格的混合料投入精破罐继续进行精破操作，所述石墨为石墨颗粒；

24、s3，研磨：s2中筛分出合格的混合料进入研磨罐，筛分组件对其进行研磨操作，筛分出合格的混合料由研磨罐出料端排出，筛分出不合格的混合料继续进行研磨操作。

25、作为上述技术方案的优选，所述步骤s1中，具体包括以下步骤，

26、s11，将内筛筒、外筛筒调整至存储状态，破碎后的混合料由敞口区一、敞口区二处进入正向、反向周期转动的内筛筒的内部；

27、s12，将内筛筒、外筛筒调整至筛分状态一，将转动的内筛筒筛分出的混合料投入研磨罐中进行研磨操作；

28、s13，内筛筒、外筛筒调整至筛分状态二进行筛分操作，后将内筛筒、外筛筒调整至筛分状态三进行筛分操作，经筛分状态二、筛分状态三筛分出的混合料投入精破罐进行精破操作；

29、s14，将内筛筒、外筛筒调整至倒料状态，未被筛分出的混合料重新投入粗破罐中进行粗破操作。

30、作为上述技术方案的优选，所述步骤s2中，具体包括以下步骤，

31、s21，将内筛筒、外筛筒调整至存储状态，破碎后的混合料由敞口区一、敞口区二处进入正向、反向周期转动的内筛筒的内部；

32、s22，将内筛筒、外筛筒调整至筛分状态二进行筛分操作，后将内筛筒、外筛筒调整至筛分状态三，经筛分状态二、筛分状态三筛分出的混合料投入研磨罐进行研磨操作；

33、s23，将内筛筒、外筛筒调整至倒料状态，未被筛出的混合料重新投入精破罐中进行精破操作。

34、作为上述技术方案的优选，所述步骤s3中，具体包括以下步骤，

35、s31，将内筛筒、外筛筒调整存储状态，破碎后的混合料由敞口区一、敞口区二处进入正向、反向周期转动的内筛筒的内部；

36、s32，将内筛筒、外筛筒调整至研磨状态，内筛筒、外筛筒带动对混合料转动，研磨介质对混合料进行研磨操作；

37、s33，将内筛筒、外筛筒调整至筛分状态三，被筛出的混合料由出料口排出，未被筛出的混合料继续进行研磨操作。

38、本发明的有益效果为：

39、储能系统锂电池梯次循环回收系统，1.在粗破罐内部对正极板、石墨进行粗破操作，在精破罐的内部对正极板、石墨进行精破操作，在研磨罐的内部对正极板、石墨进行研磨操作，对正极板、石墨的破碎操作梯次进行，使正极板、石墨破碎充分，分布均匀，节省了后续混合步骤，同时，使得正极片与石墨之间接触紧密、充分。

40、2.筛分组件中，内筛筒和外筛筒之间状态转换的设置，使的筛分组件集筛分功能、研磨功能、混合功能于一体；

41、储能系统锂电池梯次循环回收系统的回收方法，对正极片的破碎工作，分为三次进行，分别为粗破、精破、研磨三步；同时，采用将石墨与正极片混合同时进入破碎操作，具有以下效果：1.使正极片与石墨之间的接触充分，提高锂离子至锂盐的转化率；2.降低正极片与石墨混合后进行热处理的时间；3.降低石墨的使用量，解决为了使锂离子至锂盐的充分转化，需要过多使用石墨的问题；4.降低了一氧化碳的生成量，使石墨充分氧化变成二氧化碳。

42、同时，本储能系统锂电池梯次循环回收系统的回收方法中，将石墨分为两次加入，一次为将石墨块体加入粗破罐，与正极片同步进行粗破操作，一次为将石墨颗粒加入精破罐，与正极片同步进行精破操作；解决因石墨相对于正极片更容易破碎，更集中不易混合的问题，防止过多石墨粉尘出现粘附在正极片局部的问题，提高正极片与石墨之间接触的均匀度。