本發明涉及廢舊鋰電池回收，特別涉及一種鋰電池深冷破碎分選一體化系統。
背景技術：
1、隨著新能源汽車及便攜式電子設備的爆發式增長，鋰離子電池的產銷量急劇上升。隨之而來的是廢舊鋰電池退役浪潮的到來。廢舊鋰電池中含有大量的有價金屬（如鋰、鈷、鎳、銅、鋁等）以及電解液等有害物質，若處置不當，不僅會造成嚴重的資源浪費，還會對環境造成不可逆的污染。
2、目前，廢舊鋰電池的回收技術主要分為火法冶金、濕法冶金以及物理回收三大類。
3、火法冶金通過高溫焚燒去除有機粘結劑和碳材料，雖然工藝簡單，但能耗極高，且會產生大量的有害廢氣（如氟化氫、二噁英等），同時電池中的隔膜、電解液及石墨負極在高溫下被燒蝕殆盡，無法回收，資源利用率較低。
4、濕法冶金利用酸堿試劑溶解電池材料，再通過化學沉淀或萃取分離金屬。雖然回收率較高，但工藝流程長，化學試劑消耗大，會產生大量難處理的酸性廢水，且破壞了正極材料原本的晶體結構，回收產物只能作為化工原料，無法直接用于電池再制造。
5、物理分選法采用機械破碎+篩分/磁選/浮選，污染小，成本較低，但存在分離純度低、易造成交叉污染、產出混合黑粉價值低等缺陷。
6、然而，現有的物理回收工藝及裝備仍面臨兩大核心挑戰：
7、第一，正極材料與集流體的分離難題。正極活性材料（如磷酸鐵鋰）通過pvdf粘結劑牢固地附著在鋁箔集流體表面。傳統的機械破碎工藝主要依靠剪切、錘擊等機械外力，難以破壞這種微觀界面粘結。這導致破碎產物往往是正極材料與鋁箔碎屑混雜的“黑粉”，分離純度低，且后續提純工藝復雜，嚴重影響了回收材料的經濟價值。
8、第二，現有裝備系統的分散性與安全性缺陷。目前的物理回收處理主要采用分散式工藝。預處理、破碎、篩分、熱解等工序通常在獨立的設備中分段進行。這種“孤島式”的作業模式存在諸多弊端：
9、1．流程斷點多，效率低：各工序間需要多次物料轉移和中間儲存，不僅增加了設備投資和占地面積，還導致生產效率低下。
10、2．環境污染與安全隱患：物料在轉運過程中（特別是破碎后的含粉塵物料）容易發生泄漏，造成粉塵污染。更嚴重的是，處理帶電電池或含有殘留電解液的物料時，開放式或半開放式的轉運過程極易引發電解液揮發、燃燒甚至爆炸，安全風險極高。
11、3．能耗浪費：傳統的深冷破碎后，物料往往回溫后再進入下一道工序，導致冷能浪費；或者在熱處理工序中熱能未被有效利用。
12、因此，行業內迫切需要開發一種集多種功能于一體、全程密閉自動化運行的電池回收系統。
技術實現思路
1、本發明的主要目的是提出一種鋰電池深冷破碎分選一體化系統，旨在實現鋰電池回收處理的高效化、自動化和環保化。
2、為實現上述目的，本發明提出的鋰電池深冷破碎分選一體化系統，包括：
3、深冷處理模塊，包括深冷艙及供冷組件，所述深冷艙具有深冷腔室，所述供冷組件被配置為在所述深冷腔室內維持使電池物料發生玻璃化轉變的脆化溫度區間；
4、破碎模塊，連接所述深冷處理模塊的出口，所述破碎模塊被配置為在低溫狀態下對電池物料進行破碎形成混合破碎料，其中，所述混合破碎料包含表面粘附有正極活性材料的鋁質集流體碎片；
5、感應熱沖擊剝離模塊，連接所述破碎模塊的出口，所述感應熱沖擊模塊包括機架組件、傳送機構和感應線圈組件，所述機架組件限定出加熱通道，所述傳送機構被配置為輸送所述混合破碎料通過所述加熱通道，所述感應線圈組件被配置為在所述加熱通道內產生高頻交變磁場，以對進入所述加熱通道的混合破碎料進行感應加熱，以使所述混合破碎料中的鋁質集流體在預設時間窗口內升溫至預設剝離溫度；以及
6、分選模塊，連接所述感應熱沖擊剝離模塊的出口，被配置為對剝離后的物料進行分選回收。
7、在一實施例中，所述供冷組件包括液氮注入單元，所述液氮注入單元被配置為向所述深冷腔室內注入液氮或液氮蒸氣，以將所述深冷腔室內的溫度維持在所述脆化溫度區間。
8、在一實施例中，所述深冷處理模塊還包括設置于所述深冷腔室內的溫度傳感器和氧氣濃度傳感器；
9、所述供冷組件被配置為根據所述溫度傳感器反饋的溫度數據調節液氮流量，以將所述深冷腔室內的溫度維持在所述脆化溫度區間；
10、所述供冷組件還被配置為根據所述氧氣濃度傳感器的監測結果持續向所述深冷腔室內注入氮氣，以將所述深冷腔室內的氧氣濃度維持在1%以下。
11、在一實施例中，所述深冷處理模塊還包括設置于所述深冷腔室內的激光切割組件和機械手組件；
12、所述激光切割組件被配置為對處于脆化狀態的所述電池物料的外殼進行切割；
13、所述機械手組件被配置為移除切割后的所述外殼以分離出電芯；
14、所述破碎模塊被配置為接收所述電芯并對所述電芯進行破碎。
15、在一實施例中，所述破碎模塊包括破碎艙和剪切式破碎組件；
16、所述破碎艙具有密閉式破碎腔室，所述密閉式破碎腔室通過密閉連接通道與所述深冷腔室的出口端連接；
17、所述剪切式破碎組件設于所述破碎艙內，并被配置為將來自深冷處理模塊的電池物料剪切至1cm至5cm的粒徑范圍，以形成所述混合破碎料。
18、在一實施例中，所述機械破碎機構還包括篩分組件，所述篩分組件設于所述密閉式破碎腔室內，所述篩分組件配置有孔徑可調的篩網，并被配置為通過調節所述篩網的孔徑以限制所述混合破碎物料的粒徑。
19、在一實施例中，所述感應線圈組件的感應線圈由中空的金屬導管繞制而成；
20、所述感應熱沖擊剝離模塊還包括冷卻組件，所述冷卻組件包括一級冷卻單元、二級冷卻單元和三級冷卻單元中的至少一者，其中，
21、所述一級冷卻單元連通所述金屬導管的內部空腔，被配置為在所述金屬導管內形成循環冷卻回路；
22、所述二級冷卻單元包括設置于所述機架組件上的散熱件，所述散熱件被配置為對安裝所述感應線圈組件的結構進行散熱；
23、所述三級冷卻單元包括風機，所述風機被配置為向所述機架組件的安裝區域提供冷卻氣流。
24、在一實施例中，所述分選模塊包括依次串聯設置的渦流分選單元、氣流分選單元及靜電分選單元；
25、所述渦流分選單元被配置為利用渦流效應從剝離后的物料中分離出導電金屬集流體；
26、所述氣流分選單元被配置為基于密度差異，將正極活性材料粉末與隔膜及負極石墨粉分離；
27、所述靜電分選單元被配置為在高壓電場下對所述正極活性材料粉末進行深度提純。
28、在一實施例中，所述鋰電池深冷破碎分選一體化系統還包括廢氣處理模塊，所述廢氣處理模塊包括負壓風機及多級廢氣處理單元，其中，
29、所述負壓風機被配置為在密閉連接通道內形成負壓并將廢氣抽送至所述多級廢氣處理單元；
30、所述多級廢氣處理單元被配置為對所述廢氣進行凈化處理。
31、在一實施例中，所述多級廢氣處理單元包括沿廢氣流向依次管道連接的冷凝回收裝置、高溫焚燒裝置和噴淋吸收裝置，其中，所述冷凝回收裝置被配置為冷凝回收廢氣中的揮發性有機物，所述高溫焚燒裝置被配置為氧化分解廢氣中的殘留有機物，所述噴淋吸收裝置被配置為中和廢氣中的酸性成分。
32、本發明的鋰電池深冷破碎分選一體化系統具有以下有益效果：
33、1.?全流程密閉一體化設計，徹底解決“孤島式”生產痛點
34、區別于傳統回收產線中各工序設備分散獨立、物料需多次敞開式轉運的現狀，本系統創新性地采用“密閉連接通道”將深冷、破碎、感應剝離及分選四大核心模塊無縫串聯。這種高度集成的一體化設計不僅大幅減少了設備占地面積，縮短了工藝流程，更關鍵的是消除了物料中間周轉環節，杜絕了含塵物料在轉移過程中泄漏造成的環境污染，實現了從廢舊電池投入到高純組分產出的連續化、自動化生產。
35、2.?基于多重聯鎖機制的本質安全防護
36、本系統針對帶電電池回收的高危特性，構建了“工藝安全+設備安全”的雙重防線。在工藝層面，利用深冷模塊維持低溫惰性環境抑制電池活性；在設備層面，中央控制模塊集成了嚴格的安全聯鎖邏輯。系統通過實時監測各密閉腔室內的氧氣濃度與溫度，一旦數據異常，立即觸發氮氣緊急注入或自動切斷電源。配合全程負壓風機形成的“微負壓”環境，有效防止了可燃氣體外溢，從硬件架構上保障了處理帶電電池或含電解液物料的絕對安全。
37、3.?“低溫脆斷”與“熱沖擊”協同，實現高純度組分分離
38、本系統通過硬件組合實現了兩種極端物理場（極低溫場與高頻磁場）的接力作用。前端的破碎模塊利用深冷環境下的“冷脆效應”，配合孔徑可調的篩分組件，將電池高效解離為尺寸均一的混合碎片；中端的感應熱沖擊模塊利用高頻磁場對鋁箔的“選擇性加熱”，實現正極材料的界面剝離；后端的靜電/渦流分選模塊則基于物理性質差異進行精細提純。這種模塊間的協同作業，使得最終回收的正極粉末、鋁箔及銅箔的純度遠高于傳統機械破碎線，顯著提升了再生產品的經濟價值。
39、4.?完善的環保配套與清潔生產
40、本系統集成了與主工藝管路直接連通的廢氣處理模塊，構建了“源頭密閉收集+末端深度治理”的環保閉環。通過負壓風機將深冷、破碎及熱解過程中產生的所有廢氣強制抽送至多級處理單元，依次經過冷凝回收（回收溶劑）、高溫焚燒（破壞毒性）及噴淋吸收（中和酸氣），確保了尾氣達標排放。該系統全流程無粉塵外溢、無廢水產生。
41、5.?智能化中央管控，降低運營成本
42、本系統配置了智能化的中央控制模塊，作為全線的“神經中樞”協調各子模塊的運行。該模塊能根據前端進料量和后端分離效果，動態調節深冷注氮量、感應加熱功率及傳送帶速度，實現了能耗與產能的最佳平衡。這種高度的自動化控制不僅降低了對人工操作的依賴，減少了人力成本，還避免了人為失誤帶來的安全風險，極大地提升了生產線的運行穩定性和綜合經濟效益。