CN106129518A - 一种锂电池外壳的拆解方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池外壳的拆解方法及其装置，其先将电池组或电池模组放电后拆解成单体锂电池；使用激光切割器对锂电池的盖板与壳体连接处进行环切，使壳体与盖板分离；将盖板拉离壳体，使电芯和极耳露出壳体，然后使用激光切割器将极耳切割断，使盖板与电芯分离。本发明可以安全且高效的完成电池壳体、盖板和内部电芯的分离，大大提高了整个电池的回收效率。同时，在激光切割过程中可以保持内部电芯的完成性，方便后续电芯和壳体的分离，且在整个分离过程中不产生二次污染，清洁环保。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池回收循环利用领域，具体涉及一种锂电池外壳的拆解方法及其装置。
背景技术
锂离子电池具有自放电小、能量密度高、循环寿命长、无记忆效应以及清洁无污染等优点被广泛应用于便携式移动设备、电动汽车和混合动力汽车等领域。
具权威部门统计，截止2013年仅车载动力锂离子电池的产能就已突破4400兆瓦时，到2020年，车用锂离子电池产能可能攀升至逾49000兆瓦时，这相当于2013年的10倍。如此巨大的产能和消费市场，这就决定了每年有上百兆甚至上千兆瓦时的锂离子电池报废或退役，而且在未来的数十年内，这一报废数量仍会持续增大。报废的锂离子电池中，具有丰富的铜和铝等金属资源，大量的正极材料，如镍钴锰酸锂或磷酸铁锂等，以及大量的可回收再利用的石墨或钴酸锂或钛酸锂等负极材料，为了避免资源的大量浪费以及实现资源的循环利用，发展锂离子电池回收技术尤为重要。
目前锂离子电池主流的回收技术方案主要是对锂电池直接进行破碎，然后将电芯分拣出再回收其中的有用金属材料，在对锂电池破碎的过程中不可避免地对电芯也造成了破坏，资源回收率不高。目前也有采用设备先对锂离子电池进行壳，将其内部电芯、盖板和外部壳体分离之后再对内部电芯进行处理。但目前没有针对锂离子电池外壳进行拆解的装置，且拆解效率较低，这极大制约了废旧电池的回收效率。因此，为了提高废旧锂离子电池的工业化回收效率、降低回收成本，开发一种高效的锂离子电池外壳拆解装置十分必要。
发明内容
针对现有技术中锂离子电池外壳拆解效率低下的问题，本发明的目的在于提供一种锂电池外壳的拆解方法及其装置，旨在提高锂离子电池外壳的拆解效率，降低回收成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种锂电池外壳的拆解方法，其包括以下步骤：
（1）将电池组或电池模组放电后拆解成单体锂电池；
（2）将锂电池置于激光切割平台上，并使锂电池的盖板端伸出激光切割平台的外部；然后使用激光切割器对锂电池的盖板与壳体连接处进行环切，使壳体与盖板分离；
（3）将盖板拉离壳体，使电芯和极耳露出壳体，然后使用激光切割器将极耳切割断，使盖板与电芯分离。
进一步方案，所述步骤（2）中环切的位置为距离盖板的0.2-1.5cm处。
进一步方案，所述步骤（2）中锂电池的盖板端伸出激光切割平台的长度为电池总高度的1/5-1/2。
进一步方案，所述步骤（3）中电芯露出壳体的长度为整个电芯高度的1/5-1/2。
本发明的另一个发明目的是提供上述一种锂电池外壳的拆解方法的装置，包括工作架，所述工作架的两端分别设有传送带和激光切割平台，所述激光切割平台上设有激光切割器；位于传送带输出端的工作架上架设有停止挡板，所述工作架的一侧固设有导向槽，所述导向槽上分别滑动设有第一机械手和第二机械手。
进一步方案，所述停止挡板的底端固设有用感应锂电池的感应器，所述感应器的输出端通过常闭继电器与传送带的电机连接。
进一步方案，所述传送带的中间沿其运行方向平行设有限位侧挡板，所述限位侧挡板之间的间距L1大于锂电池的宽度L2，且L1:L2=1.05-1.5：1。
进一步方案，所述第一机械手包括与导向槽滑动连接的移动管，所述移动管的顶端活动套设有支撑架，移动管沿着导向槽水平移动，支撑架沿着移动管垂直移动；所述支撑架的底端固设有一对垂直夹板。
进一步方案，所述第二机械手包括与导向槽滑动连接的L形移动架，所述移动架的水平段底端固设有水平夹板。
进一步方案，位于传送带和激光切割平台之间的工作架上开设有外壳分离口，远离传送带一端的工作架上依次开设有盖板分离口和电芯分离口。
本发明中传送带的表面是略微粗糙的。
水平夹板和垂直夹板的宽度要达到电池宽度的0.6-1倍，以便增加水平夹板、垂直夹板与待拆解电池之间的接触面积，从而增加固定强度。
本发明可以安全且高效的完成电池壳体、盖板和内部电芯的分离，大大提高了整个电池的回收效率。同时，在激光切割过程中可以保持内部电芯的完成性，方便后续电芯和壳体的分离，且在整个分离过程中不产生二次污染，清洁环保。
所以本发明操作简便，采用本发明所述电池外壳拆解装置可一站式的完成壳体、内部电芯和盖板三者之间的分离，具有极高的效率，便于大规模的回收。
附图说明
图1是本发明结构示意图，
图2是本发明中激光切割平台处放大图，
图3是本发明中停止挡板处放大图。
图中：1-工作架；2-传送带；3-限位侧挡板；4-第二机械手，4.1-移动架，4.2-水平夹板；5-停止挡板；6-外壳分离口；7-激光切割平台；8-锂电池；9-激光环切路线；10-电芯分离口；11-第一机械手，11.1-移动管，11.2-支撑架，11.3-垂直夹板；12-导向槽；13-盖板分离口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
一种锂电池外壳的拆解方法，其包括以下步骤：
（1）将电池组或电池模组放电后拆解成单体锂电池；
（2）将锂电池置于激光切割平台上，并使锂电池的盖板端伸出激光切割平台的外部且其位于激光切割平台外部的长度为电池总高度的1/5；然后使用激光切割器对锂电池的盖板与壳体连接处进行环切，环切的位置为距离盖板的0.2cm处，使壳体与盖板分离；
（3）将盖板拉离壳体，使电芯和极耳露出壳体，电芯露出壳体的长度为整个电芯高度的1/5；然后使用激光切割器将极耳切割断，使盖板与电芯分离。
实施例2：
一种锂电池外壳的拆解方法，其包括以下步骤：
（1）将电池组或电池模组放电后拆解成单体锂电池；
（2）将锂电池置于激光切割平台上，并使锂电池的盖板端伸出激光切割平台的外部且其位于激光切割平台外部的长度为电池总高度的1/2；然后使用激光切割器对锂电池的盖板与壳体连接处进行环切，环切的位置为距离盖板的1.5cm处，使壳体与盖板分离；
（3）将盖板拉离壳体，使电芯和极耳露出壳体，电芯露出壳体的长度为整个电芯高度的1/2；然后使用激光切割器将极耳切割断，使盖板与电芯分离。
实施例3：
如图1、2、3所示，一种锂电池外壳的拆解方法的装置，包括工作架1，所述工作架1的两端分别设有传送带2和激光切割平台7，所述激光切割平台7上设有激光切割器；位于传送带2输出端的工作架1上架设有停止挡板5，所述工作架1的一侧固设有导向槽12，所述导向槽12上分别滑动设有第一机械手11和第二机械手4。
进一步方案，所述停止挡板5的底端固设有用感应锂电池8的感应器，所述感应器的输出端通过常闭继电器与传送带2的电机连接。
进一步方案，所述传送带2的中间沿其运行方向平行设有限位侧挡板3，所述限位侧挡板3之间的间距L1大于锂电池8的宽度L2，且L1:L2=1.05-1.5：1。限位侧挡板对电池进行限位并保证电池能被第一机械手11或第二机械手4准确夹住
进一步方案，所述第一机械手11包括与导向槽12滑动连接的移动管11.1，所述移动管11.1的顶端活动套设有支撑架11.2，移动管11.1沿着导向槽12水平移动，支撑架11.2沿着移动管11.1垂直移动；所述支撑架11.2的底端固设有一对垂直夹板11.3。
进一步方案，所述第二机械手4包括与导向槽12滑动连接的L形移动架4.1，所述移动架4.1的水平段底端固设有水平夹板4.2。
进一步方案，位于传送带2和激光切割平台7之间的工作架1上开设有外壳分离口6，远离传送带2一端的工作架1上依次开设有盖板分离口13和电芯分离口10。
将放电完成的单体电池8放置于传送带2上的限位侧挡板3之间进行移动，且使电池盖板的一端与传送带2的运行方向一致。当位于停止挡板5上的感应器检测到电池时，则闭合电路而常闭继电器断开，从而使传送带2停止运行。第一机械手11沿着导向槽12进行水平移动至电池8的位置，其垂直夹板11.3通过支撑架11.2沿着移动管11.1进行垂直移动，使其夹持住电池8的左、右两侧面，然后整体水平移动，将电池搬运到激光切割平台7上，并使电池盖板位于激光切割平台7的外部；再开启激光切割器对电池壳体进行环切，产生激光环切路线9，其环切的位置为距离电池盖板一端的0.1-1.2 cm。激光环切之后，启动第二机械手4，使其水平夹板11.2将电池盖板的上、下面夹住并向传送带2运行的方向牵引移动，使电池内部的电芯和极耳外露，然后再由激光切割器在极耳与盖板连接处进行切割而分离出盖板，将盖板放入盖板分离口13中。移动第二机械手4使其夹住电池电芯，然后第二机械手4与第一机械手11同时向相反的方向移动，将电芯和壳体分离，分别放入外壳分离口6和电芯分离口10中，从而实现将电池的壳体、盖板和内部电芯分离开来。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种锂电池外壳的拆解方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将电池组或电池模组放电后拆解成单体锂电池；
（2）将锂电池置于激光切割平台上，并使锂电池的盖板端伸出激光切割平台的外部；然后使用激光切割器对锂电池的盖板与壳体连接处进行环切，使壳体与盖板分离；
（3）将盖板拉离壳体，使电芯和极耳露出壳体，然后使用激光切割器将极耳切割断，使盖板与电芯分离。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池外壳的拆解方法，其特征在于：所述步骤（2）中环切的位置为距离盖板的0.2-1.5cm处。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池外壳的拆解方法，其特征在于：所述步骤（2）中锂电池的盖板端伸出激光切割平台的长度为电池总高度的1/5-1/2。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池外壳的拆解方法，其特征在于：所述步骤（3）中电芯露出壳体的长度为整个电芯高度的1/5-1/2。
5.一种实现如权利要求1所述的一种锂电池外壳的拆解方法的装置，包括工作架（1），其特征在于：所述工作架（1）的两端分别设有传送带（2）和激光切割平台（7），所述激光切割平台（7）上设有激光切割器；位于传送带（2）输出端的工作架（1）上架设有停止挡板（5），所述工作架（1）的一侧固设有导向槽（12），所述导向槽（12）上分别滑动设有第一机械手（11）和第二机械手（4）。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述停止挡板（5）的底端固设有用感应锂电池（8）的感应器，所述感应器的输出端通过常闭继电器与传送带（2）的电机连接。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述传送带（2）的中间沿其运行方向平行设有限位侧挡板（3），所述限位侧挡板（3）之间的间距L1大于锂电池（8）的宽度L2，且L1:L2=1.05-1.5：1。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述第一机械手（11）包括与导向槽（12）滑动连接的移动管（11.1），所述移动管（11.1）的顶端活动套设有支撑架（11.2），移动管（11.1）沿着导向槽（12）水平移动，支撑架（11.2）沿着移动管（11.1）垂直移动；所述支撑架（11.2）的底端固设有一对垂直夹板（11.3）。
9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述第二机械手（4）包括与导向槽（12）滑动连接的L形移动架（4.1），所述移动架（4.1）的水平段底端固设有水平夹板（4.2）。
10.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：位于传送带（2）和激光切割平台（7）之间的工作架（1）上开设有外壳分离口（6），远离传送带（2）一端的工作架（1）上依次开设有盖板分离口（13）和电芯分离口（10）。
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