[实用新型]一种用于锂离子电池正极材料还原的氢化还原炉

说明书

本实用新型公开了一种用于锂离子电池正极材料还原的氢化还原炉，包括送料机构、加热还原机构和出料机构，所述送料机构的输出端与加热还原机构的输入端连接，所述加热还原机构的输出端与出料机构的输入端连接，所述加热还原机构上连接有氢气管，所述出料机构上连接有氮气管和用于加热还原机构的出料冷却的冷却系统。本实用新型中的氢化还原炉主要包括送料机构、加热还原机构与出料机构，结构简单，组成部件少，并且可实现氢化炉中的高效氢化还原，有利于促进锂离子电池正极材料的高效回收。

技术领域

本实用新型属于锂离子电池回收领域，尤其涉及一种氢化还原炉。

背景技术

锂离子电池自商业化以来，由于其能量密度高，工作电压高，无记忆效应，循环寿命长被广泛用作各种移动设备的电源。锂离子电池的结构由正极和负极等主要部分组成，正极一般是正极活性物质、乙炔黑、粘结剂均匀混合涂布在铝箔集流体上。在锂离子电池体系中，正极材料的成本约占电池总成本的30-40％，因此如果需要将锂电池正极材料进行回收利用，以节约成本和保护环境。

中国专利文献CN104577248A中公开了一种锂离子正极材料回收方法，该方法先将锂正极材料经前处理得到钴酸锂粉末，再将钴酸锂粉末经氢化处理、水解除锂、固液分离即可实现锂与钴的分离，并实现锂与钴的高效回收。该回收方法中，氢化过程中所用到的装置结构复杂，能源利用率不高，能耗较大，不符合可持续发展的要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种结构简单、能源利用率高、可高效氢化锂离子正极材料的氢化还原炉。为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种用于锂离子电池正极材料还原的氢化还原炉，包括送料机构、加热还原机构和出料机构，所述送料机构的输出端与加热还原机构的输入端连接，所述加热还原机构的输出端与出料机构的输入端连接，所述加热还原机构上连接有氢气管，所述出料机构上连接有氮气管和用于加热还原机构的出料冷却的冷却系统；

所述氮气管上连接有压缩空气制氮系统，所述压缩空气制氮系统包括空气压缩机、第一空气储罐、冻干机、活性炭过滤器、第二空气储罐、吸附塔与氮气储罐；所述空气压缩机通过第一管路与第一空气储罐连接，所述第一空气储罐通过第二管路与冻干机连接，所述冻干机通过第三管路与活性炭过滤器连接，所述活性炭过滤器通过第四管路与第二空气储罐连接，所述第二空气储罐通过第五管路与吸附塔连接，所述吸附塔通过第六管路与氮气储罐连接，所述氮气储罐通过第七管路与氮气管连接；所述第二管路、第三管路、第四管路上设有过滤器；

所述氢气管上连接有氨分解制氢系统，所述氨分解制氢系统包括液氨储罐、液氨汽化器、换热器、氨分解装置与干燥器，所述液氨储罐通过液氨输送管与液氨汽化器连接，所述液氨汽化器通过氨气输送管与氨分解装置连接，所述氨分解装置通过氢氮混合气体管与干燥器连接，所述干燥器的通过干燥气出口管与所述氢气管连接。

上述氢化还原炉中，优选的，所述氢氮混合气体管上设有换热系统，所述换热系统包括一级换热系统与二级换热系统，所述一级换热系统设于所述液氨汽化器内部，所述二级换热系统设于氨气输送管上。氨分解装置中出来的氢氮混合气体温度较高，在氢氮混合气体管中设置一级换热系统与二级换热系统用于气化液氨，可以大大提高能源利用率。

上述氢化还原炉中，优选的，所述氨分解制氢系统还包括用于收集干燥器中吸收的残留液氨的再生还原管路，所述再生还原管路的一端连接所述干燥器的底部，另一端连接所述液氨输送管。再生还原管路的设置可以回收利用残留的液氨，减小液氨排放的同时，提高资源利用率。

上述氢化还原炉中，优选的，所述氢化还原炉还包括用于控制加热还原机构内腔温度的温度控制系统、用于控制加热还原机构内腔氢气浓度的氢气流量控制系统和用于控制出料机构中氮气浓度的氮气流量控制系统。