CN207781839U - 一种废旧圆柱锂电池拆解设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于废旧锂电池回收利用技术领域，公开了一种废旧圆柱锂电池拆解设备。所述废旧圆柱锂电池拆解设备包括四工位旋转台，还包括设于四工位旋转台周围且按照拆解工序依次设置的自动分选机构、视觉识别机构、余电释放机构、调整机构、夹持机构、切割机构、分离机构，以及设于所述四工位旋转台(1)下方的回收机构，四工位旋转台设有四个用于固定圆柱锂电池的U型开口槽。本实用新型的废旧圆柱锂电池拆解装置结构简单紧凑，自动化程度高、操作简便，能够应用于圆柱锂电池回收生产线，集自动分选上料、电池方向识别调整、余电释放、精准切割和自动分离回收于一体，实现高效自动拆解，提升工作效率。

Description

一种废旧圆柱锂电池拆解设备

技术领域

本实用新型涉及废旧锂电池回收利用技术领域，尤其涉及一种废旧圆柱锂电池拆解设备。

背景技术

由于圆柱锂离子电池具有能量密度高、安全性好、一致性好等优点，因而广泛应用于我们的生产生活。3C产品、电动工具、新能源汽车等大量使用圆柱锂电池。随着电子产品更新换代及电动汽车爆发式增长，圆柱锂电池即将迎来一个报废高峰，这些报废的圆柱锂电池应该如何处置已成为一个不容小觑的问题。

目前，我国关于废旧锂电池的回收的政策法规尚不完善，电池回收处理市场有待进一步培育和发展，产业链也未形成。圆柱锂电池处理过程中易出现电解液泄露及重金属扩散等风险，人工拆解过程中存在电解液腐蚀人手或吸入HF气体危害身体健康等安全隐患。现阶段废旧圆柱锂电池回收主要依靠物理破碎和化学提炼，上述回收技术具有能耗高、易产生二次污染、分离回收不彻底等缺陷。因此若想回收废旧圆柱锂电池中的有价金属，需进行精细化拆解分离，依托智能拆解设备，进行各组分精细拆解，减少对环境的二次伤害，尽可能消除各种安全隐患。

因此，亟待需要一种新型废旧圆柱锂电池拆解设备来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种废旧圆柱锂电池拆解设备，集自动分选上料、电池方向识别调整、余电释放、精准切割和自动分离回收于一体的设备，实现了对废旧圆柱锂电池的高效自动拆解。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种废旧圆柱锂电池拆解设备，包括四工位旋转台，还包括设于四工位旋转台周围且按照拆解工序依次设置的自动分选机构、视觉识别机构、余电释放机构、调整机构、夹持机构、切割机构、分离机构，以及设于所述四工位旋转台(1)下方的回收机构，四工位旋转台设有四个用于固定圆柱锂电池的U型开口槽。

作为优选，还包括：

第一平台，其上设有四工位旋转台、自动分选机构、视觉识别机构、余电释放机构、调整机构、夹持机构以及分离机构，回收机构位于第一平台下方；

第二平台，其上设有切割机构。

作为优选，自动分选机构包括：

分选支撑板，其固设于第一平台上；

料仓，其固设于分选支撑板上；

落料框，其设于料仓底部，并与料仓连通；

推拉框，其设于落料框的内部；

分选气缸，其设于落料框的一侧，且与分选推杆连接；

分选气缸支座，其固设于分选气缸下方。

作为优选，视觉识别机构固设于第一平台上，且位于推拉框的下方。

作为优选，余电释放机构包括：

放电支撑架，其固设于第一平台上；

放电气缸，其固设于放电支撑架上；

放电平行气爪，其与放电气缸连接，且放电平行气爪末端设有放电手指。

作为优选，调整机构固设于调整支撑架上，调整支撑架固设于第一平台上，调整机构包括由上至下依次连接的调整气缸、连接板、旋转体、旋转体连接件、平行开闭夹爪和夹取手指。

作为优选，夹持机构包括：

夹持基座，其固设于第一平台上；

夹持导轨，其固设于夹持基座上；

夹持气缸，其可滑动地设于夹持导轨上；

圆弧夹爪，其与夹持气缸连接。

作为优选，切割机构包括：

切割基座，其固设于第二平台上；

切割导轨，其固设于切割基座上；

切割固定座，其可滑动地设于切割导轨上；

切割旋转体，其固设于切割固定座上；

电机，其固设于切割旋转体上；

锯片，其与电机通过皮带连接。

作为优选，分离机构包括V型固定机构，与V型固定机构垂直设置的电芯推杆和与电芯推杆垂直设置的外壳推杆，V型固定机构包括：

固定支撑板，其固设于第一平台上；

固定气缸，其固设于固定支撑板上；

固定块，其可上下移动地设于固定气缸的底部。

作为优选，回收机构包括设于第一平台下方的残渣回收箱、电芯回收箱、外壳回收箱，第一平台与残渣回收箱、电芯回收箱和外壳回收箱相对的位置处均设有开口。

本实用新型的有益效果：

1、拆解设备结构简单，便于操作，具备从分选上料到智能拆解回收的全部功能，自动化程度较高，可用于多种废旧圆柱锂电池回收。集成度高，占地面积小，适于批量化生产和实验室研究，避免了人工拆解，提高了拆解效率，各组分精细化拆解，有效提高回收物纯度。

2、自动分选机构能够实现电池有序精准上料，稳定可靠，设备结构简单紧凑，避免使用传送带增大设备占地面积，可避免电池处于无序状态下短路等安全隐患。

3、余电释放机构结构简单，模块化且集成度高。开闭式放电手指结构可对不同长度圆柱电池放电，避免拆解过程中可能出现的危险。

4、调整机构可实现电池方向调整及夹持固定，且夹取手指可抓取不同规格的圆柱锂电池。

5、四工位旋转台缩短了生产线长度，简化结构，大幅提高设备协调性，提高拆解效率，U型开口槽可兼容不同规格圆柱锂电池，且便于抓取电池。

附图说明

图1是本实用新型提供的废旧圆柱锂电池拆解设备的结构示意图；

图2是图1中的自动分选机构的结构示意图；

图3是图1中余电释放机构的结构示意图；

图4是图1中的调整机构的结构示意图；

图5是图1中的夹持机构的结构示意图；

图6是图1中的切割机构的结构示意图；

图7是图1中的V型固定机构的结构示意图。

图中：

1、四工位旋转台；2、自动分选机构；3、视觉识别机构；4、余电释放机构；5、调整机构；6、夹持机构；7、切割机构；8、分离机构；9、回收机构；10、第一平台；20、第二平台；

21、分选支撑板；22、料仓；23、落料框；24、推拉框；25、分选气缸；26、分选气缸支座；

41、放电支撑架；42、放电气缸；43、放电平行气爪；44、放电手指；

51、调整支撑架；52、调整气缸；53、连接板；54、旋转体；55、旋转体连接件；56、平行开闭夹爪；57、夹取手指；

61、夹持基座；62、夹持导轨；63、夹持气缸；64、圆弧夹爪；

71、切割基座；72、切割导轨；73、切割固定座；74、切割旋转体；75、电机；76、锯片；

81、V型固定机构；82、电芯推杆；83、外壳推杆；

811、固定支撑板；812、固定气缸；813、固定块。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型的具体实施方式提供了一种废旧圆柱锂电池拆解设备，其包括四工位旋转台1，还包括设于四工位旋转台1周围且按照拆解工序依次设置的自动分选机构2、视觉识别机构3、余电释放机构4、调整机构5、夹持机构6、切割机构7、分离机构8，以及设于四工位旋转台1下方的回收机构9，四工位旋转台1设有四个用于固定圆柱锂电池的U型开口槽(图中未示出)。工作时，四工位旋转台1连续旋转，旋转精度较高，大幅提高生产线效率，且工序稳定可靠。具体地，该拆解设备还包括集尘机构(图中未示出)和控制机构(图中未示出)，集尘机构设于该拆解设备的正上方，包括排气管路及集尘箱；控制机构与上述除回收机构9以外的所有机构电连接。集尘机构能够实现废气抽取处理等功能。其采用集尘机构，将设备切割电池产生的HF废气及金属粉尘进行绿色化处理，减小废气及粉尘对环境的影响。控制机构对各个机构进行自动控制，自动化程度高，适于批量化生产和实验室研究，避免了人工拆解，提高了拆解效率。

具体地，废旧圆柱锂电池拆解设备还包括第一平台10和第二平台20。其中，第一平台10上设有四工位旋转台1、自动分选机构2、视觉识别机构3、余电释放机构4、调整机构5、夹持机构6以及分离机构8，回收机构9位于所述第一平台10下方；第二平台20上设有切割机构7。本实用新型的废旧圆柱锂电池拆解装置结构简单紧凑，自动化程度高、操作简便，能够应用于圆柱锂电池回收生产线，集自动分选上料、电池方向识别调整、余电释放、精准切割和自动分离回收于一体，实现高效自动拆解，提升工作效率。

具体地，如图1和图2所示，自动分选机构2包括分选支撑板21、料仓22、落料框23、推拉框24、分选气缸25和分选气缸支座26，用于实现圆柱锂电池的分选上料。其中：分选支撑板21固设于第一平台10上；料仓22固设于分选支撑板21上；落料框23设于料仓22底部，并与料仓22连通；推拉框24设于落料框23的内部；分选气缸25设于落料框23的一侧，且与分选推杆(图中未示出)连接；分选气缸支座26固设于分选气缸25下方。料仓22中装满人工摆放的废旧圆柱锂电池，当自动分选机构2的分选推杆处于原位时，料仓22内的电池通过电池落料框23的落料口落下，进入落料框23内，即推拉框24内部。当分选推杆受到分选气缸25的动力推动后，分选推杆推动电池落入四工位旋转台1的U型开口槽内，完成分选上料；之后自动分选机构2复位进行下一次上料。采用自动分选机构2，将人工摆放于料仓22内的电池逐个有序运送至上料工位的U型开口槽，该自动分选机构2的结构简单，控制精确、能够实现圆柱锂电池的自动间歇推出、上料，可在生产线上精确控制时间间隔，且避免电池处于传送带上无序状态下的短路等安全隐患。

具体地，请继续参阅图1，当电池完成分选上料，在上料工位，视觉识别机构3采用CCD成像技术或CMOS成像技术对电池进行扫描，并判断出电池正负极方向和存储数据。圆柱锂电池为圆柱状，在使用过程中可能出现外壳或电极头变形，影响后续切割和分离，因此若发现电池严重变形，人工将电池放入料仓22时将其剔除，并另行处理。

具体地，请参阅图1和图3，余电释放机构4包括放电支撑架41、放电气缸42、放电平行气爪43和放电手指44。其中，放电支撑架41固设于第一平台10上；放电气缸42固设于放电支撑架41上；放电平行气爪43与放电气缸42连接，且放电平行气爪43末端设有放电手指44。工作时，余电释放机构4的放电手指44打开，放电气缸42带动放电手指44向下运动到固定位置(即U型开口槽处)，放电手指44分别接合电池正负极，进行电池余电释放，完成后，余电释放机构4复位进行下一次放电操作。实际回收的废旧圆柱锂电池大多仍有余电，必须进行余电释放，采用余电释放机构4，控制竖直方向运动的放电气缸42实现放电手指44的竖直进给，控制放电气缸42带动放电手指44对电池夹持，进而完成放电操作。

具体地，请参阅图1和图4，调整机构5固设于调整支撑架51上，调整支撑架51固设于第一平台10上，调整机构5包括由上至下依次连接的调整气缸52、连接板53、旋转体54、旋转体连接件55、平行开闭夹爪56和夹取手指57。电池放电完成后，四工位旋转台1转动90°，此时电池处于切割工位，根据前述视觉识别机构3所得结果，若电池需调整方向，则平行开闭夹爪56带动夹取手指57打开，在调整机构5的调整气缸52驱动下，夹取手指57到达所需位置(即切割工位的U型开口槽处)，平行开闭夹爪56闭合，夹取手指57夹紧电池，调整气缸52上升，旋转体54旋转180°调整电池方向，夹取手指57竖直向下运动至适合位置，打开并释放电池至切割工位的U型开口槽，调整机构5复位进行下一次操作。该结构能够保证生产线上的电池统一有序切割，且该结构简单易控制，一对半圆形夹爪适合于圆柱电池的抓取。

具体地，请参阅图5，夹持机构6包括夹持基座61、夹持导轨62、夹持气缸63和圆弧夹爪64。其中，夹持基座61固设于第一平台10上；夹持导轨62固设于夹持基座61上；夹持气缸63可滑动地设于夹持导轨62上；圆弧夹爪64与夹持气缸63连接。当电池随四工位旋转台1运动到切割工位时，夹持气缸63控制圆弧夹爪64打开，并带动圆弧夹爪64沿夹持导轨62行进至所需位置，圆弧夹爪64闭合并夹紧电池，适时进行旋转，根据***指令与切割机构7配合完成电池切割。

具体地，请参阅图6，切割机构7包括切割基座71、切割导轨72、切割固定座73、切割旋转体74、电机75和锯片76，优选的，锯片76为圆片锯。其中，切割基座71固设于第二平台20上；切割导轨72固设于切割基座71上；切割固定座73可滑动地设于切割导轨72上；切割旋转体74固设于切割固定座73上；电机75固设于切割旋转体74上；锯片76与电机75通过皮带连接。夹持机构6夹持电池正极旋转，锯片76在切割导轨72及电机75的驱动下，进给到指定位置后，开始旋转切割电池正极。环切完成后，调整机构5夹紧电池，夹持机构6拉动电池正极头反方向运动至一定位置，由切割机构7将正极与电芯连接的极耳切断。此时调整机构5和夹持机构6松开夹持工件并复位，正极头落入残渣回收箱(图中未示出)，负极切割重复上述操作。正负极切割完成后，切割旋转体74驱动电机75和锯片76转动90°，进行电池纵向单侧贯穿切割。完成上述所有操作后，切割机构7复位进行下一次切割。电池及切割机构7差速旋转切割提高效率，且极大程度减小锯片76对电池外壳的剪切应力，是较理想的切割方式；高速环切还能降低分离区的热效应，避免对电芯结构产生影响。实际回收的废旧电池可能具有微小变形或电解液泄露造成的电芯与外壳粘连，且环切时不可避免使电池外壳产生变形，因此纵向贯穿切割为下一步电芯与外壳的分离提供便利。

具体地，请参阅图1和图7，分离机构8包括V型固定机构81，与V型固定机构81垂直设置的电芯推杆82和与电芯推杆82垂直设置的外壳推杆83。V型固定机构81包括固定支撑板811、固定气缸812和固定块813，其中，固定支撑板811固设于第一平台10上；固定气缸812固设于固定支撑板811上；固定块813可上下移动地设于固定气缸812的底部。回收机构9包括设于第一平台10下方的残渣回收箱、电芯回收箱、外壳回收箱，第一平台10与残渣回收箱、电芯回收箱和外壳回收箱相对的位置处均设有开口。

电池切割完成，四工位旋转台1旋转90°，使电池运动至电芯分离工位，固定气缸812推杆伸出驱动V型固定块813到达合适位置，固定电池。电芯推杆82将电芯顶出，使其进入电芯回收箱(图中未示出)，V型固定机构81及电芯推杆82复位进行下一次操作。四工位旋转台1再旋转90°，U型开口槽内的电池外壳转动至外壳回收工位，外壳推杆83将外壳推出落入外壳回收箱(图中未示出)，外壳推杆83复位进行下一次操作。而残渣回收箱(图中未示出)则位于切割工位的下方，用于盛放切割机构7切割电池产生的残渣。电池切割及分离过程中挥发产生的HF废气及金属粉尘由抽气管路排出，进入集尘箱，经绿色化处理后排入大气。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术用户来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种废旧圆柱锂电池拆解设备，包括四工位旋转台(1)，其特征在于，还包括设于所述四工位旋转台(1)周围且按照拆解工序依次设置的自动分选机构(2)、视觉识别机构(3)、余电释放机构(4)、调整机构(5)、夹持机构(6)、切割机构(7)、分离机构(8)，以及设于所述四工位旋转台(1)下方的回收机构(9)，所述四工位旋转台(1)设有四个用于固定圆柱锂电池的U型开口槽。

2.根据权利要求1所述的废旧圆柱锂电池拆解设备，其特征在于，还包括：

第一平台(10)，其上设有所述四工位旋转台(1)、所述自动分选机构(2)、所述视觉识别机构(3)、所述余电释放机构(4)、所述调整机构(5)、所述夹持机构(6)以及所述分离机构(8)，所述回收机构(9)位于所述第一平台(10)下方；

第二平台(20)，其上设有所述切割机构(7)。

3.根据权利要求2所述的废旧圆柱锂电池拆解设备，其特征在于，所述自动分选机构(2)包括：

分选支撑板(21)，其固设于所述第一平台(10)上；

料仓(22)，其固设于所述分选支撑板(21)上；

落料框(23)，其设于所述料仓(22)底部，并与所述料仓(22)连通；

推拉框(24)，其可滑动地设于所述落料框(23)的内部；

分选气缸(25)，其设于所述落料框(23)的一侧，且与分选推杆连接；

分选气缸支座(26)，其固设于所述分选气缸(25)下方。

4.根据权利要求3所述的废旧圆柱锂电池拆解设备，其特征在于，所述视觉识别机构(3)固设于所述第一平台(10)上，且位于所述推拉框(24)的下方。

5.根据权利要求2所述的废旧圆柱锂电池拆解设备，其特征在于，所述余电释放机构(4)包括：

放电支撑架(41)，其固设于所述第一平台(10)上；

放电气缸(42)，其固设于所述放电支撑架(41)上；

放电平行气爪(43)，其与所述放电气缸(42)连接，且所述放电平行气爪(43)末端设有放电手指(44)。

6.根据权利要求2所述的废旧圆柱锂电池拆解设备，其特征在于，所述调整机构(5)固设于调整支撑架(51)上，所述调整支撑架(51)固设于所述第一平台(10)上，所述调整机构(5)包括由上至下依次连接的调整气缸(52)、连接板(53)、旋转体(54)、旋转体连接件(55)、平行开闭夹爪(56)和夹取手指(57)。

7.根据权利要求2所述的废旧圆柱锂电池拆解设备，其特征在于，所述夹持机构(6)包括：

夹持基座(61)，其固设于所述第一平台(10)上；

夹持导轨(62)，其固设于所述夹持基座(61)上；

夹持气缸(63)，其可滑动地设于所述夹持导轨(62)上；

圆弧夹爪(64)，其与所述夹持气缸(63)连接。

8.根据权利要求2所述的废旧圆柱锂电池拆解设备，其特征在于，所述切割机构(7)包括：

切割基座(71)，其固设于所述第二平台(20)上；

切割导轨(72)，其固设于所述切割基座(71)上；

切割固定座(73)，其可滑动地设于所述切割导轨(72)上；

切割旋转体(74)，其固设于所述切割固定座(73)上；

电机(75)，其固设于所述切割旋转体(74)上；

锯片(76)，其与所述电机(75)通过皮带连接。

9.根据权利要求2所述的废旧圆柱锂电池拆解设备，其特征在于，所述分离机构(8)包括V型固定机构(81)，与所述V型固定机构(81)垂直设置的电芯推杆(82)和与所述电芯推杆(82)垂直设置的外壳推杆(83)，所述V型固定机构(81)包括：

固定支撑板(811)，其固设于所述第一平台(10)上；

固定气缸(812)，其固设于所述固定支撑板(811)上；

固定块(813)，其可上下移动地设于所述固定气缸(812)的底部。

10.根据权利要求2所述的废旧圆柱锂电池拆解设备，其特征在于，所述回收机构(9)包括设于所述第一平台(10)下方的残渣回收箱、电芯回收箱、外壳回收箱，所述第一平台(10)与所述残渣回收箱、所述电芯回收箱和所述外壳回收箱相对的位置处均设有开口。