CN106077948A - 一种锂离子电池外壳切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种锂离子电池外壳自动切割装置，包括电池排序装置、电池输送带、电池夹持装置、旋转电机及激光切割器，所述的电池排序装置与电池输送带相连，电池输送带的一端连接电池排序装置，另一端连接在电池夹持装置上，电池夹持装置位于激光切割器的下方，电池夹持装置对锂离子电池夹紧后通过旋转电机带动电池旋转，同时激光切割器进行切割动作，在电池夹持装置上设有光电检测装置，光电检测装置确定锂离子电池移动到切割工位后按时序节拍停留。本发明采用激光切割锂离子电池的外壳不仅速度快，而且噪音小，不会损坏电芯，可以形成大规模自动生产，切割锂离子电池外壳后，可以有效的分离电池芯材料，使得回收的效益最大化。

Description

一种锂离子电池外壳切割装置
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池外壳切割装置，属于电子废弃物处理技术。
背景技术
锂离子电池（Lithium-ion battery）是一种充电电池，被广泛应用于消费类电子产品（如手机、笔记本电脑等）、军事、纯电动汽车和航空航天。一节可充电的锂离子电池一般可以充放电800~1000次，如果按每天充放电一次记，则一节锂离子电池的寿命是2年。随着我国的锂离子电池广泛的应用，从2010年的年产16亿只，到2014年已增长到了年产52亿只，产生了大量的废旧锂离子电池，目前由于废旧锂离子电池中含有大量有毒性的稀有金属钴，但由于钴是一种重要的战略金属，所以目前对比废旧锂离子电池的研究多集中在贵重金属的回收再利用方面，例如：目前的三元锂电池，还含有锰、镍等贵金属，同时，锂离子电池中还含有像铝、铜等有价金属。为回收废旧锂电池电极材料，取出电芯，必须先处理掉电池外壳。
目前处理电池外壳的方法一是锂离子电池整体破碎法，改法处理成本高、噪音大、后期不易分离，二是水刀切割法，水刀切割使用大量水，损坏电芯、成本高。
发明内容
本发明的目的在于；针对现有技术的不足，提出一种锂离子电池外壳切割装置，本装置结构简单、设计合理，采用激光切割锂离子电池外壳，能有效克服了上述缺点，为锂离子电池外壳切割和回收锂电池提供一种高效、快速、清洁的切割技术，能够实现大规模的切割。
本发明所采用的技术方案是：一种锂离子电池外壳自动切割装置，包括电池排序装置、电池输送带、电池夹持装置、与激光切割器同步的旋转电机及激光切割器，所述的电池排序装置与电池输送带相连，电池输送带的一端连接电池排序装置，另一端连接在电池夹持装置上，电池夹持装置位于激光切割器的下方，电池夹持装置对锂离子电池夹紧后通过旋转电机带动电池旋转，同时激光切割器进行切割动作，在电池夹持装置位置上设有光电检测装置，光电检测装置确定锂离子电池移动到切割工位后按时序节拍停留，其中所述的激光切割器包括激光切割头、前后移动装置和左右移动装置，所述的激光切割头固定在左右移动装置上，左右移动装置固定在前后移动装置上。
在本发明中：所述的电池排序装置包括震动盘和排序轨道，所述的排序轨道位于振动盘内，振动盘通过振动将锂离子电池逐个的送入排序轨道中，通过排序轨道再逐个的送出锂离子电池到电池输送带上。
在本发明中：所述的电池输送带为履带式输送带，电池输送带上设有等距离摆放的“V”形托夹，其中所述的“V”形托夹用来放置锂离子电池，所述的锂离子电池通过光电检测装置确定移动到切割工位后按时序节拍停留，待切割工作完成，电池输送带将已切割地锂离子电池送走并将下一个待切割的锂离子电池送到切割工位。
在本发明中：所述的电池夹持装置包括两电池夹持气缸，在电池夹持气缸的一端设有挡板，与挡板相贴合设有摩擦轮，摩擦轮通过滚轴轴承固定在电池夹持气缸上，其中电池夹持气缸通过旋转电机进行驱动，并通过滚珠轴承和摩擦轮从而带动锂离子电池的转动，当锂离子电池被送到切割工位，电池夹持装置得到信号后，启动两侧电池夹持气缸，使得摩擦轮与锂离子电池两侧顶住，随后由装载在电池夹持气缸之上的旋转电机转动通过滚珠轴承和摩擦轮带动锂离子电池转动。
在本发明中：所述的旋转电机为伺服电机，与激光切割器发生同步动作。
在本发明中：所述的激光切割器为功率在500瓦及以下的小功率光纤激光器，激光器在程序控制下可进行与旋转电机同步的环切和直线切割，其切割位置、速度、长度和功率等参数可根据切割电池的工艺要求任意设置。
采用上述技术方案后，本发明的有益效果为：
1.本发明结构简单、设计合理，采用激光切割锂离子电池的外壳不仅速度快，而且噪音小，不会损坏电芯，可以形成大规模自动生产，切割锂离子电池外壳后，可以有效的分离电池芯材料，使得回收的效益最大化；
2.切割时定位精度高，重复定位精度高，切缝窄，废渣少；
3．切割面光滑，无毛刺，切割速度快，切割质量好；
4.激光切割不受电池外型的影响，可切割圆柱、方形、扁形及其他各类数码产品使用的异型电池；
5．激光切割电池，无接触，夹具简单，维护成本低，相较于通用的整体破碎方法节省了加工和维护费用，降低了生产成本，尤其适合自动化连续生产加工，为进一步回收电池的正负极材料起到了简化的作用。
附图说明
图1 是本发明的正视图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明的侧视图；
图4是本发明的电池夹持装置的正视图；
图5是本发明中的电池夹持装置的局部图。
图中：1.激光切割器； 2.激光切割头； 3.电池夹持左气缸； 4.电池夹持右气缸；5. 旋转电机；6.电池输送带；7.电池排序装置；8.左右移动装置； 9.前后移动装置；10.滚珠轴承；11.摩擦轮；12.挡板；13. “V”形托夹；14.震动盘；15.排序轨道。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
由图1-5可见，一种锂离子电池外壳自动切割装置，包括电池排序装置7、电池输送带6、电池夹持装置、与激光切割器1同步的旋转电机5及激光切割器1，所述的电池排序装置7与电池输送带6相连，电池输送带6的一端连接电池排序装置7，另一端连接在电池夹持装置上，电池夹持装置位于激光切割器1的下方，电池夹持装置对锂离子电池夹紧后通过旋转电机5带动电池旋转，同时激光切割器1进行切割动作，在电池夹持装置上设有光电检测装置，光电检测装置确定锂离子电池移动到切割工位后按时序节拍停留，其中所述的激光切割器1包括激光切割头2、前后移动装置9和左右移动装置8，所述的激光切割头2固定在左右移动装置8上，左右移动装置8固定在前后移动装置9上；所述的电池排序装置7包括震动盘14和排序轨道15，所述的排序轨道15位于振动盘内14，振动盘14通过振动将锂离子电池逐个的送入排序轨道15中，通过排序轨道15再逐个的送出锂离子电池到电池输送带6上；所述的电池输送带6为履带式输送带，电池输送带6上设有等距离摆放的“V”形托夹13，其中所述的“V”形托夹13用来放置锂离子电池，锂离子电池通过光电检测装置确定移动到切割工位后按时序节拍停留，待切割工作完成，电池输送带6将已切割地锂离子电池送走并将下一个待切割的锂离子电池送到切割工位。所述的电池夹持装置包括两电池夹持气缸即电池夹持左气缸3和电池夹持右气缸4，在电池夹持左气缸33和电池夹持右气缸4的一端均设有挡板12，与挡板12相贴合设有摩擦轮11，摩擦轮11通过滚轴轴承10固定在相对应的电池夹持气缸上，其中两电池夹持气缸即电池夹持左气缸3和电池夹持右气缸4通过旋转电机5进行驱动，并通过滚珠轴承10、摩擦轮11和与之对应的挡板12，通过两挡板12之间对锂离子电池进行夹紧从而带动锂离子电池的转动；所述的旋转电机5为伺服电机，与激光切割器1发生同步动作；所述的激光切割器1为功率在500瓦及以下的小功率光纤激光器，激光器在程序控制下可进行与旋转电机5同步的环切和直线切割，其切割位置、速度、长度和功率等参数可根据切割电池的工艺要求任意设置。
具体实施时，电池排序装置7是将杂乱的锂离子电池进行排序并有序的放置到电池输送带6上，电池输送带6将锂离子电池送到激光切割器1下方的电池外壳切割工位，切割工位的电池夹持装置从锂离子电池的两侧夹持住锂离子电池，安装在电池夹持装置后的旋转电机5通过滚轴轴承10带动锂离子电池旋转，旋转电机5的同步信号送给激光切割器1的激光切割头2做切割工作。
具体的工作流程是：首先完全放电后的锂离子电池被倒入电池排序装置7，通过电池排序装置7的振动盘14振动将锂离子电池逐个送入电池排序装置7的排序轨道15；接着，锂离子电池被逐只安放到按节拍输送锂离子电池的电池输送带6的“V”形托夹13上，当锂离子电池被输送到切割工位后，通过两边的电池夹持装置的电池夹持左气缸3和电池夹持右气缸4将锂离子电池夹住；通过安装在电池夹持装置一侧的旋转电机5使锂离子电池在切割工位上旋转，同时将同步信号送给激光切割器1，激光切割器1将激光切割头2分别移动到锂离子电池的两侧，与旋转电机5同步对锂离子电池两侧做环切处理，结束后旋转电机5停转并给出信号给激光切割器1，激光切割器1沿锂离子电池的上沿再做一次直线切割；结束切割后电池夹紧装置松开锂离子电池，由电池输送带6按节拍将已切割好的锂离子电池输送到下一个电池输送带6，同时另一只待切割的锂离子电池被输送到切割工位。
以上对本发明的具体实施方式进行了描述，但本发明并不限于以上描述。对于本领域的技术人员而言，动力锂离子电池、手机锂离子电池的外壳切割技术都可以运用本使用发明所说的方案，任何对本技术方案的同等修改和替代都是在本发明的范围之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种锂离子电池外壳自动切割装置，其特征在于：包括电池排序装置、电池输送带、电池夹持装置、与激光切割器同步的旋转电机及激光切割器，所述的电池排序装置与电池输送带相连，电池输送带的一端连接电池排序装置，另一端连接在电池夹持装置上，电池夹持装置位于激光切割器的下方，电池夹持装置对锂离子电池夹紧后通过旋转电机带动电池旋转，同时激光切割器进行切割动作，在电池夹持装置位置上设有光电检测装置，光电检测装置确定锂离子电池移动到切割工位后按时序节拍停留，其中所述的激光切割器包括激光切割头、前后移动装置和左右移动装置，所述的激光切割头固定在左右移动装置上，左右移动装置固定在前后移动装置上。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池外壳切割装置，其特征在于：所述的电池排序装置包括震动盘和排序轨道，所述的排序轨道位于振动盘内，振动盘通过振动将锂离子电池逐个的送入排序轨道中，通过排序轨道再逐个的送出锂离子电池到电池输送带上。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池外壳切割装置，其特征在于：所述的电池输送带为履带式输送带，电池输送带上设有等距离摆放的“V”形托夹，其中所述的“V”形托夹用来放置锂离子电池，所述的锂离子电池通过光电检测装置确定移动到切割工位后按时序节拍停留，待切割工作完成，电池输送带将已切割地锂离子电池送走并将下一个待切割的锂离子电池送到切割工位。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池外壳切割装置，其特征在于：所述的电池夹持装置包括两电池夹持气缸，在电池夹持气缸的一端设有挡板，与挡板相贴合设有摩擦轮，摩擦轮通过滚轴轴承固定在电池夹持气缸上，其中电池夹持气缸通过旋转电机进行驱动，并通过滚珠轴承和摩擦轮从而带动锂离子电池的转动；当锂离子电池被送到切割工位，电池夹持装置得到信号后，启动两侧电池夹持气缸，使得摩擦轮与锂离子电池两侧顶住，随后由装载在电池夹持气缸之上的旋转电机转动通过滚珠轴承和摩擦轮带动锂离子电池转动。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池外壳切割装置，其特征在于：所述的旋转电机为伺服电机，与激光切割器发生同步动作。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池外壳切割装置，其特征在于：所述的激光切割器为功率在500瓦及以下的小功率光纤激光切割器，激光切割器在程序控制下可进行与旋转电机同步的环切和直线切割，其切割位置、速度、长度和功率等参数可被任意设置。
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