锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备的制作方法

1.本发明涉及锂电池回收技术领域，尤其涉及锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备。


背景技术：

2.近些年来，得益于我国政府不断的政策扶持，社会大众环保意识的逐步加强，以及国内一批高校，科研单位及企业在动力电池，电池管理系统等方面的研发方面的持续努力，我国的电动汽车市场得到了快速发展。随着新能源车的快速产业化，其销量将突飞猛进，锂离子动力电池的保有量也将会随之呈几何级数增长。随着锂离子电池的大量使用，废旧锂离子动力电池引起的环境污染问题和合理资源化回收利用的问题成为当前乃至今后国内外普遍关注和亟待解决的难题。
3.如现有技术中公开号为cn209836263u的一种锂电池材料回收再利用的装置，该装置在使用过程中通过设置的两组离子交换树脂柱用于吸附溶液内的镍、钴等金属离子，虽然避免了需要停工才能进行更换饱和的离子交换树脂柱的操作，但是无法实现对离子交换树脂柱的自动净化再生处理，并且不及时对饱和的离子交换树脂柱进行更换，还是会降低对锂电池正极材料内的金属离子回收效率。
4.针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备，去解决上述提出的技术缺陷，本发明树脂净化再生设备对锂电池正极材料进行回收时，将破碎的废旧锂电池正极材料与硫酸和氢氧化钠溶液进行反应，经过滤得到的浸出液通过进液管注入到吸附筒内的对应吸附腔之中进行金属离子的吸附处理，通过启动电机带动吸附筒进行转动，自动实现对浸出液的金属离子吸附、吸附后的浸出液排放、离子交换树脂柱的净化再生以及对净化再生溶液排放的四个步骤，进而实现了对离子交换树脂柱的自动净化再生处理，解决了现有技术中无法实现自动净化再生处理的问题。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备，包括筒体，所述筒体内的底部固定连接有转动座，所述转动座的顶部转动连接有吸附筒，所述吸附筒的顶部开设有四组相对转动座圆周阵列分布的吸附腔，所述吸附筒的底部固定连接有与对应各吸附腔相连通有排液管，各排液管上均固定设有电磁控制阀一，各所述吸附腔内均设置有离子交换树脂柱；
8.所述筒体的顶部通过螺栓固定安装有密封盖，所述密封盖的顶部一侧固定连通有进液管，所述密封盖的顶部远离进液管的一侧固定连接有储液箱，所述储液箱内的底部开设有贯穿到密封盖底部的进液口，所述进液口内固定安装有电磁控制阀二，所述筒体的底部两侧分别固定连接有排出管一和排出管二，所述排出管一与排出管二的顶端均贯穿延伸到筒体的内部并位于进液管与进液口之间的两个排液管的正下方，所述筒体的一侧外壁上
固定连接有控制面板，所述控制面板分别与电磁控制阀一和电磁控制阀二电性连接，所述筒体的底部焊接有四组相对转动座圆周阵列分布的支撑柱。
9.优选的，所述吸附腔内的底部通过螺栓固定安装有固定板，所述固定板的顶部固定连接有若干个离子交换树脂柱。
10.优选的，所述排出管一与排出管二的顶端均固定连接有承接斗，所述承接斗顶端到筒体内底部之间的距离小于排液管底端到筒体内底部之间的距离。
11.优选的，所述吸附筒的外侧壁上固定套设有外齿环，所述筒体的侧壁上位于外齿环同等高度的位置贯穿开设有通槽，所述通槽内通过转轴转动连接有与外齿环啮合的传动齿轮，所述筒体上靠近通槽的一侧外壁固定连接有壳体，所述壳体内的底部固定安装有与控制面板电性连接的电机，且电机的输出轴头部固定连接有与对应传动齿轮啮合的驱动齿轮。
12.优选的，所述筒体的内侧壁上位于外齿环的两侧对称开设有环形槽，所述吸附筒的外侧壁上对应环形槽的位置圆周阵列焊接有多组u型座，所述u型座的内部通过转轴转动连接有与环形槽滚动连接的滚轮。
13.锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备的使用方法，包括以下步骤：
14.步骤一：将破碎的废旧锂电池正极材料与硫酸和氢氧化钠溶液进行反应，经过滤得到的浸出液通过进液管注入到吸附筒内的左侧吸附腔之中，左侧吸附腔内部的离子交换树脂柱对浸出液中的镍、钴等金属离子进行吸附，以及在储液箱内注入适量浓度的硫酸；
15.步骤二：当离子交换树脂柱将浸出液内的镍、钴等金属离子吸附完成后，启动电机并通过驱动齿轮、传动齿轮与外齿环的配合带动吸附筒转动，装有浸出液的吸附腔转动至排出管一的顶部，通过控制面板打开对应排液管上的电磁控制阀一对吸附后的浸出液通过排出管一进行排放，排放完成后关闭电磁控制阀一，原本位于后侧的吸附腔转动到左侧用于承接浸出液并进行吸附处理；
16.步骤三：当步骤二中的第二个吸附腔内的离子交换树脂柱对浸出液吸附完成后，重复步骤二操作，此时步骤一中的吸附腔转动至进液口的下方，通过控制面板打开电磁控制阀二对储液箱内的硫酸进行定量注入至下方的吸附腔内，将离子交换树脂柱上吸附的镍、钴生成硫酸镍和硫酸钴；
17.步骤四：当步骤三中的离子交换树脂柱上的镍、钴还原结束后，重复步骤二与步骤三操作，此时步骤一中的吸附腔转动至排出管二的顶部，通过控制面板打开对应排液管上的电磁控制阀一对含有硫酸镍和硫酸钴的溶液通过排出管二进行排放，排放完成后关闭电磁控制阀一，重复以上操作实现浸出液的新一轮吸附处理。
18.本发明的有益效果如下：
19.(1)本发明树脂净化再生设备对锂电池正极材料进行回收时，将破碎的废旧锂电池正极材料与硫酸和氢氧化钠溶液进行反应，经过滤得到的浸出液通过进液管注入到吸附筒内的对应吸附腔之中进行金属离子的吸附处理，通过启动电机带动吸附筒进行转动，使对应的吸附腔依次转动到排出管一的顶部、进液口的底部、排出管二的顶部以及复位，自动实现对浸出液的金属离子吸附、吸附后的浸出液排放、离子交换树脂柱的净化再生以及对净化再生溶液排放的四个步骤，进而实现了对离子交换树脂柱的自动净化再生处理，解决了现有技术中无法实现自动净化再生处理，且一旦不及时对饱和的离子交换树脂柱进行更
换，降低对锂电池正极材料内的金属离子回收效率的问题。
20.(2)通过在吸附筒上设置的u型座、滚轮与筒体上的环形槽，实现了吸附筒在转动过程中的稳定，有效的避免了外齿环与传动齿环之间易发生分离的问题以及提高了本设备的使用寿命；通过在排出管顶部设置的承接斗，避免了排液管在排出溶液时部分溶液无法通过排出管排出的问题。
附图说明
21.下面结合附图对本发明作进一步的说明；
22.图1是本发明的结构立体图；
23.图2是本发明图1中a-a的剖视图；
24.图3是本发明图1中b-b的剖视图；
25.图4是本发明筒体的内部结构示意图；
26.图5是本发明吸附筒的结构示意图一；
27.图6是本发明吸附筒的结构示意图二。
28.图例说明：
29.1、筒体；11、转动座；12、密封盖；13、进液管；14、储液箱；15、进液口；16、电磁控制阀二；17、排出管一；18、排出管二；19、控制面板；110、承接斗；111、传动齿轮；112、壳体；113、电机；114、驱动齿轮；115、环形槽；
30.2、吸附筒；21、吸附腔；22、排液管；23、电磁控制阀一；24、离子交换树脂柱；25、外齿环；26、u型座；27、滚轮。
具体实施方式
31.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。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
32.实施例一：
33.针对现有技术中无法实现对离子交换树脂柱的自动净化再生处理的问题，可通过以下方案进行解决：
34.请参阅图1-图6所示，本实施例中锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备，包括筒体1，筒体1内的底部固定连接有转动座11，用于转动安装吸附筒2，转动座11的顶部转动连接有吸附筒2，吸附筒2的顶部开设有四组相对转动座11圆周阵列分布的吸附腔21，通过开设的四组吸附腔21实现了对浸出液中的金属离子回收的分步进行，吸附筒2的底部固定连接有与对应各吸附腔21相连通有排液管22，用于吸附腔21内溶液的排放，各排液管22上均固定设有电磁控制阀一23，各吸附腔21内均设置有离子交换树脂柱24，用于对浸出液中的金属离子进行吸附；
35.筒体1的顶部通过螺栓固定安装有密封盖12，避免了再将浸出液注入至吸附腔21内时的四处飞溅，密封盖12的顶部一侧固定连通有进液管13，密封盖12的顶部远离进液管13的一侧固定连接有储液箱14，用于储存放置用于将离子交换树脂柱24上的镍、钴金属还
原成硫酸镍与硫酸钴的硫酸，储液箱14内的底部开设有贯穿到密封盖12底部的进液口15，进液口15内固定安装有电磁控制阀二16，设置的进液口15与电磁控制阀二16实现将储液箱14内的硫酸定量排放至对应的吸附腔21内，筒体1的底部两侧分别固定连接有排出管一17和排出管二18，用于分别排放吸附后的浸出液以及对净化再生的溶液，排出管一17与排出管二18的顶端均贯穿延伸到筒体1的内部并位于进液管13与进液口15之间的两个排液管22的正下方，筒体1的一侧外壁上固定连接有控制面板19，控制面板19分别与电磁控制阀一23和电磁控制阀二16电性连接，筒体1的底部焊接有四组相对转动座11圆周阵列分布的支撑柱。
36.吸附腔21内的底部通过螺栓固定安装有固定板，固定板的顶部固定连接有若干个离子交换树脂柱24，便于对长时间使用的离子交换树脂柱24进行更换。
37.排出管一17与排出管二18的顶端均固定连接有承接斗110，承接斗110顶端到筒体1内底部之间的距离小于排液管22底端到筒体1内底部之间的距离，通过在排出管顶部设置的承接斗110，避免了排液管22在排出溶液时部分溶液无法通过排出管排出的问题。
38.吸附筒2的外侧壁上固定套设有外齿环25，筒体1的侧壁上位于外齿环25同等高度的位置贯穿开设有通槽，通槽内通过转轴转动连接有与外齿环25啮合的传动齿轮111，筒体1上靠近通槽的一侧外壁固定连接有壳体112，壳体112内的底部固定安装有与控制面板19电性连接的电机113，且电机113的输出轴头部固定连接有与对应传动齿轮111啮合的驱动齿轮114，通过设置的电机113、驱动齿轮114、传动齿轮111与外齿环25实现了吸附筒2转动的问题。
39.筒体1的内侧壁上位于外齿环25的两侧对称开设有环形槽115，吸附筒2的外侧壁上对应环形槽115的位置圆周阵列焊接有多组u型座26，u型座26的内部通过转轴转动连接有与环形槽115滚动连接的滚轮27，实现了吸附筒2在转动过程中的稳定，有效的避免了外齿环25与传动齿轮111之间易发生分离的问题以及提高了本设备的使用寿命。
40.本发明的工作过程及原理如下：
41.本发明树脂净化再生设备对锂电池正极材料进行回收时，将破碎的废旧锂电池正极材料与硫酸和氢氧化钠溶液进行反应，经过滤得到的浸出液通过进液管13注入到吸附筒2内的对应吸附腔21之中进行金属离子的吸附处理，当对应吸附腔21内的离子交换树脂柱24将浸出液内的镍、钴等金属离子吸附完成后，通过启动电机113带动输出轴上的驱动齿轮114转动，驱动齿轮114通过传动齿轮111带动外齿环25转动，进而带动吸附筒2进行转动，使对应的吸附腔21转动到排出管一17的顶部，原本位于后侧的吸附腔21转动到左侧用于承接浸出液并进行吸附处理；吸附完成的浸出液通过控制面板19打开对应排液管22上的电磁控制阀一23对其通过排出管一17进行排放，排放完成后关闭电磁控制阀一23；再次启动电机113带动该吸附腔21转动至进液口15的底部，通过控制面板19打开电磁控制阀二16对储液箱14内的硫酸进行定量注入至下方的吸附腔21内，将离子交换树脂柱24上吸附的镍、钴生成硫酸镍和硫酸钴；当离子交换树脂柱24上的镍、钴还原结束后，启动电机113带动该吸附腔21转动至排出管二18的顶部，通过控制面板19打开对应排液管22上的电磁控制阀一23对含有硫酸镍和硫酸钴的溶液通过排出管二18进行排放，排放完成后关闭电磁控制阀一23，重复以上操作实现浸出液的新一轮吸附处理，进而实现了对离子交换树脂柱24的自动净化再生处理，解决了现有技术中无法实现自动净化再生处理，且一旦不及时对饱和的离子交
换树脂柱24进行更换，降低对锂电池正极材料内的金属离子回收效率的问题。
42.实施例二：
43.请参阅图1-图6所示，锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备的使用方法，包括以下步骤：
44.步骤一：将破碎的废旧锂电池正极材料与硫酸和氢氧化钠溶液进行反应，经过滤得到的浸出液通过进液管13注入到吸附筒2内的左侧吸附腔21之中，左侧吸附腔21内部的离子交换树脂柱24对浸出液中的镍、钴等金属离子进行吸附，实现对锂电池正极材料中的镍、钴等金属离子进行回收，以及在储液箱14内注入适量浓度的硫酸，用于储存放置用于将离子交换树脂柱24上的镍、钴金属还原成硫酸镍与硫酸钴的硫酸；
45.步骤二：当离子交换树脂柱24将浸出液内的镍、钴等金属离子吸附完成后，启动电机113并通过驱动齿轮114、传动齿轮111与外齿环25的配合带动吸附筒2转动，装有浸出液的吸附腔21转动至排出管一17的顶部，实现浸出液排放的目的，通过控制面板19打开对应排液管22上的电磁控制阀一23对吸附后的浸出液通过排出管一17进行排放，通过在排出管一17顶部设置的承接斗110，避免了排液管22在排出溶液时部分溶液无法通过排出管一17排出的问题，排放完成后关闭电磁控制阀一23，原本位于后侧的吸附腔21转动到左侧用于承接浸出液并进行吸附处理；
46.步骤三：当步骤二中的第二个吸附腔21内的离子交换树脂柱24对浸出液吸附完成后，重复步骤二操作，此时步骤一中的吸附腔21转动至进液口15的下方，通过控制面板19打开电磁控制阀二16对储液箱14内的硫酸进行定量注入至下方的吸附腔21内，将离子交换树脂柱24上吸附的镍、钴生成硫酸镍和硫酸钴，实现了自动对离子交换树脂柱24进行净化再生处理的目的；
47.步骤四：当步骤三中的离子交换树脂柱24上的镍、钴还原结束后，重复步骤二与步骤三操作，此时步骤一中的吸附腔21转动至排出管二18的顶部，实现对含有硫酸镍和硫酸钴的溶液排放的目的，通过控制面板19打开对应排液管22上的电磁控制阀一23对含有硫酸镍和硫酸钴的溶液通过排出管二18进行排放，排出管二18顶部设置的承接斗110，避免了排液管22在排出溶液时部分溶液无法通过排出管二18排出的问题，排放完成后关闭电磁控制阀一23，重复以上操作实现浸出液的新一轮吸附处理。
48.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备，包括筒体(1)，其特征在于，所述筒体(1)内的底部固定连接有转动座(11)，所述转动座(11)的顶部转动连接有吸附筒(2)，所述吸附筒(2)的顶部开设有四组相对转动座(11)圆周阵列分布的吸附腔(21)，所述吸附筒(2)的底部固定连接有与对应各吸附腔(21)相连通有排液管(22)，各排液管(22)上均固定设有电磁控制阀一(23)，各所述吸附腔(21)内均设置有离子交换树脂柱(24)；所述筒体(1)的顶部通过螺栓固定安装有密封盖(12)，所述密封盖(12)的顶部一侧固定连通有进液管(13)，所述密封盖(12)的顶部远离进液管(13)的一侧固定连接有储液箱(14)，所述储液箱(14)内的底部开设有贯穿到密封盖(12)底部的进液口(15)，所述进液口(15)内固定安装有电磁控制阀二(16)，所述筒体(1)的底部两侧分别固定连接有排出管一(17)和排出管二(18)，所述排出管一(17)与排出管二(18)的顶端均贯穿延伸到筒体(1)的内部并位于进液管(13)与进液口(15)之间的两个排液管(22)的正下方，所述筒体(1)的一侧外壁上固定连接有控制面板(19)，所述控制面板(19)分别与电磁控制阀一(23)和电磁控制阀二(16)电性连接，所述筒体(1)的底部焊接有四组相对转动座(11)圆周阵列分布的支撑柱。2.根据权利要求1所述的锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备，其特征在于，所述吸附腔(21)内的底部通过螺栓固定安装有固定板，所述固定板的顶部固定连接有若干个离子交换树脂柱(24)。3.根据权利要求1所述的锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备，其特征在于，所述排出管一(17)与排出管二(18)的顶端均固定连接有承接斗(110)，所述承接斗(110)顶端到筒体(1)内底部之间的距离小于排液管(22)底端到筒体(1)内底部之间的距离。4.根据权利要求1所述的锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备，其特征在于，所述吸附筒(2)的外侧壁上固定套设有外齿环(25)，所述筒体(1)的侧壁上位于外齿环(25)同等高度的位置贯穿开设有通槽，所述通槽内通过转轴转动连接有与外齿环(25)啮合的传动齿轮(111)，所述筒体(1)上靠近通槽的一侧外壁固定连接有壳体(112)，所述壳体(112)内的底部固定安装有与控制面板(19)电性连接的电机(113)，且电机(113)的输出轴头部固定连接有与对应传动齿轮(111)啮合的驱动齿轮(114)。5.根据权利要求4所述的锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备，其特征在于，所述筒体(1)的内侧壁上位于外齿环(25)的两侧对称开设有环形槽(115)，所述吸附筒(2)的外侧壁上对应环形槽(115)的位置圆周阵列焊接有多组u型座(26)，所述u型座(26)的内部通过转轴转动连接有与环形槽(115)滚动连接的滚轮(27)。6.锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将破碎的废旧锂电池正极材料与硫酸和氢氧化钠溶液进行反应，经过滤得到的浸出液通过进液管(13)注入到吸附筒(2)内的左侧吸附腔(21)之中，左侧吸附腔(21)内部的离子交换树脂柱(24)对浸出液中的镍、钴等金属离子进行吸附，以及在储液箱(14)内注入适量浓度的硫酸；步骤二：当离子交换树脂柱(24)将浸出液内的镍、钴等金属离子吸附完成后，启动电机(113)并通过驱动齿轮(114)、传动齿轮(111)与外齿环(25)的配合带动吸附筒(2)转动，装有浸出液的吸附腔(21)转动至排出管一(17)的顶部，通过控制面板(19)打开对应排液管(22)上的电磁控制阀一(23)对吸附后的浸出液通过排出管一(17)进行排放，排放完成后关
闭电磁控制阀一(23)，原本位于后侧的吸附腔(21)转动到左侧用于承接浸出液并进行吸附处理；步骤三：当步骤二中的第二个吸附腔(21)内的离子交换树脂柱(24)对浸出液吸附完成后，重复步骤二操作，此时步骤一中的吸附腔(21)转动至进液口(15)的下方，通过控制面板(19)打开电磁控制阀二(16)对储液箱(14)内的硫酸进行定量注入至下方的吸附腔(21)内，将离子交换树脂柱(24)上吸附的镍、钴生成硫酸镍和硫酸钴；步骤四：当步骤三中的离子交换树脂柱(24)上的镍、钴还原结束后，重复步骤二与步骤三操作，此时步骤一中的吸附腔(21)转动至排出管二(18)的顶部，通过控制面板(19)打开对应排液管(22)上的电磁控制阀一(23)对含有硫酸镍和硫酸钴的溶液通过排出管二(18)进行排放，排放完成后关闭电磁控制阀一(23)，重复以上操作实现浸出液的新一轮吸附处理。

技术总结
本发明涉及锂电池回收技术领域，尤其涉及锂电池正极材料回收用树脂净化再生设备，包括筒体，筒体内转动连接有吸附筒，吸附筒的顶部开设有四组圆周阵列分布的吸附腔，各吸附腔内均设置有离子交换树脂柱；本发明对锂电池正极材料进行回收时，将破碎的废旧锂电池正极材料与硫酸和氢氧化钠溶液进行反应，经过滤得到的浸出液注入到吸附筒内的对应吸附腔之中进行金属离子的吸附处理，通过启动电机带动吸附筒进行转动，自动实现对浸出液的金属离子吸附、吸附后的浸出液排放、离子交换树脂柱的净化再生以及对净化再生溶液排放的四个步骤，进而实现了对离子交换树脂柱的自动净化再生处理，解决了现有技术中无法实现自动净化再生处理的问题。问题。问题。


技术研发人员：王浩 秦俊 孙朝军 王兴龙 方硕
受保护的技术使用者：安徽南都华铂新材料科技有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/5