CN106169626A - 一种废旧动力电池拆解装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废旧动力电池拆解装置。包括旋转夹紧机构以及沿周向围绕旋转夹紧机构均匀布置的六个工作台，六个工作台上依次设有上料机构、第一切割机构、第二切割机构、第三切割机构、卷芯推动出料机构及外壳推动出料机构，旋转夹紧机构包括分别与上料机构、第一切割机构、第二切割机构、第三切割机构、卷芯推动出料机构及外壳推动出料机构相配合的六个定位夹紧机构，六个定位夹紧机构的一端均固定在旋转轴上，旋转轴与动力装置相连。由上述技术方案可知，本发明通过上料机构进行上料，通过定位夹紧机构对电池进行夹紧，通过第一、第二、第三切割机构分别对电池的侧边、盖板和底部进行切割，以实现电池盖板、卷芯和外壳的分离和收集。

Description

一种废旧动力电池拆解装置

技术领域

本发明涉及一种废旧动力电池拆解装置。

背景技术

近年来，在绿色环保的时代背景下，我国新能源汽车出现快速增长，随着新能源车的大量应用，车用动力电池不久将面临报废退役的时间点。有关业内人士表示，在4～5年之后，就将有大量的动力电池即将退役。

据中国汽车技术研究中心专家预测，到2020年，我国电动汽车动力电池累计报废量将达到12万～17万吨的规模。动力电池的回收已经迫在眉睫。目前我国在动力电池拆解回收领域尚未有重大的突破，专门拆解动力电池的设备及方法比较稀少，主要还是依靠人工进行手动拆解。

动力电池主要是方形外壳，目前动力电池拆解主要方法是切割掉电池盖板，再人工取出外壳内的卷芯，实现卷芯与外壳的分离。但是这种拆解过程不是连续的生产过程，效率低下，手工拆解过程中，操作者可能接触到电池废液和吸入有害气体，危害健康，并且废旧电池仍有爆炸的可能，人工操作具有安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废旧动力电池拆解装置，该装置可实现电池盖板、卷芯和外壳的分离和收集，且为流水线作业，工作效率高。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括位于中心位置的旋转夹紧机构以及沿周向围绕旋转夹紧机构均匀布置的六个工作台，所述的六个工作台上依次设有上料机构、第一切割机构、第二切割机构、第三切割机构、卷芯推动出料机构及外壳推动出料机构，所述的旋转夹紧机构包括分别与上料机构、第一切割机构、第二切割机构、第三切割机构、卷芯推动出料机构及外壳推动出料机构相配合的六个定位夹紧机构，所述六个定位夹紧机构的一端均固定在旋转轴上，所述的旋转轴与动力装置相连，所述的定位夹紧机构用于夹持电池，所述的第一切割机构、第二切割机构及第三切割机构分别对电池的两侧边、盖板及底部进行切割，并通过卷芯推动出料机构及外壳推动出料机构收集卷芯和外壳。

所述的定位夹紧机构包括呈上下方向对称设置的上固定板与下固定板，所述上固定板的下板面设有上层夹紧模具，所述下固定板的上板面设有下层夹紧模具，所述的上层夹紧模具与上固定板之间设有上旋转盘，上旋转盘与上层夹紧模具之间设有气缸，所述的下层夹紧模具与下固定板之间设有下旋转盘，所述的上层夹紧模具与下层夹紧模具沿电池的厚度方向从上下两面夹紧电池的侧棱部，且上层夹紧模具与下层夹紧模具之间留有间隙。

所述的上料机构包括平行设置的两块上料限位挡板以及上料气缸，电池放置在两块上料限位挡板之间并由上料气缸驱动其沿上料限位挡板限定的方向进入定位夹紧机构。

所述的第一切割机构包括设置在工作台上的第一切割导轨、沿第一切割导轨限定方向移动的第一固定座以及设置在第一固定座上的第一切割装置，所述的第一切割装置由水平方向布置的两把第一切刀及驱动第一切刀动作的第一动力装置组成，所述的两把第一切刀分别对电池的两个侧边进行切割。

所述的第二切割机构包括设置在工作台上的第一进给导轨、沿第一进给导轨限定方向移动的第二固定座、设置在第二固定座上的第二切割导轨以及沿第二切割导轨限定方向移动的第二切割装置，所述的第二切割装置由铅垂方向布置的第二切刀及驱动第二切刀动作的第二动力装置组成，所述的第二切刀通过第二固定座与第一进给导轨的配合移动至切割的初始位置，并沿第二切割导轨限定的方向对电池的盖板进行切割。

所述的第三切割机构包括设置在工作台上的第二进给导轨、沿第二进给导轨限定方向移动的第三固定座、设置在第三固定座上的第三切割导轨以及沿第三切割导轨限定方向移动的第三切割装置，所述的第三切割装置由水平方向布置第三切刀及驱动第三切刀动作的第三动力装置组成，第三切刀与第一切刀处于同一水平面，所述的第三切刀通过第三固定座与第二进给导轨的配合移动至切割的初始位置，并沿第三切割导轨限定的方向对电池的底部进行切割。

所述的卷芯推动出料机构包括设置在工作台上的推板以及驱动推板动作的第四动力装置。

所述的外壳推动出料机构包括设置在工作台上的推杆以及驱动推杆动作的第五动力装置。

所述的第二切割机构、卷芯推动出料机构以及外壳推动出料机构的下方分别设有用于收集电池盖板、电池卷芯及电池壳体的集料机构，所述的集料机构为倾斜设置的U型滑槽。

所述的旋转夹紧机构、上料机构、第一切割机构、第二切割机构、第三切割机构、卷芯推动出料机构及外壳推动出料机构处于一个密闭空间内，且该密闭空间的上方装有抽风机，第一切割机构、第二切割机构、第三切割机构的上方还分别设有吸气除屑装置。

由上述技术方案可知，本发明通过上料机构进行上料，通过定位夹紧机构对电池进行夹紧，通过第一、第二、第三切割机构分别对电池的侧边、盖板和底部进行切割，以实现电池盖板、卷芯和外壳的分离和收集；同时，本发明为流水线作业，工作效率及分离成功率高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明定位夹紧机构的结构示意图；

图3是本发明上料机构的结构示意图；

图4是本发明第一切割机构的结构示意图；

图5是本发明第二切割机构的结构示意图；

图6是本发明第三切割机构的结构示意图；

图7是本发明卷芯推动出料机构的结构示意图；

图8是本发明外壳推动出料机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的一种废旧动力电池拆解装置，包括位于中心位置的旋转夹紧机构以及沿周向围绕旋转夹紧机构均匀布置的六个工作台10，六个工作台10上依次设有上料机构1、第一切割机构2、第二切割机构3、第三切割机构4、卷芯推动出料机构5及外壳推动出料机构6，旋转夹紧机构包括分别与上料机构1、第一切割机构2、第二切割机构3、第三切割机构4、卷芯推动出料机构5及外壳推动出料机构6相配合的六个定位夹紧机构7，即六个定位夹紧机构7呈60度角间隔布置，且每个定位夹紧机构7上都有一只电池，六个定位夹紧机构7的一端均固定在旋转轴8上，旋转轴8与动力装置相连，利用旋转轴8的转动带动定位夹紧机构转动，以完成电池拆解工位的切换；定位夹紧机构7用于夹持电池20，第一切割机构2、第二切割机构3及第三切割机构4分别对电池20的两侧边、盖板及底部进行切割，并通过卷芯推动出料机构5及外壳推动出料机构6收集卷芯和外壳。

进一步的，定位夹紧机构7包括呈上下方向对称设置的上固定板71与下固定板72，上固定板71的下板面设有上层夹紧模具73，下固定板72的上板面设有下层夹紧模具74，上层夹紧模具73与上固定板71之间设有上旋转盘75，上旋转盘75与上层夹紧模具73之间设有气缸77，下层夹紧模具74与下固定板72之间设有下旋转盘76，上层夹紧模具73与下层夹紧模具74沿电池20的厚度方向从上下两面夹紧电池20的侧棱部，且上层夹紧模具73与下层夹紧模具74之间留有间隙。通过大量报废电池数据统计，其中有部分电池存在胀气现象，定位夹紧机构7的上层夹紧模具73与下层夹紧模具74分别沿电池厚度方向的上下两个面来夹紧电池，且上层夹紧模具73与下层夹紧模具74之间留有间隙，以保证切割工序的进行；夹紧电池20的侧棱部，可以保证废旧电池中胀气的电池顺利完成定位夹紧。

进一步的，上料机构1包括平行设置的两块上料限位挡板11以及上料气缸12，电池20放置在两块上料限位挡板11之间并由上料气缸12驱动其沿上料限位挡板11限定的方向进入定位夹紧机构7。优选的，两块上料限位挡板11之间的宽度可调节，以适应不同尺寸型号的电池。上料时，手动将电池放入上料限位挡板11中，手动上料时，电池盖板20d一端朝上料气缸12侧放置，上料气缸12推动电池20沿上料限位挡板11进入定位夹紧机构7。

进一步的，第一切割机构2包括设置在工作台10上的第一切割导轨21、沿第一切割导轨21限定方向移动的第一固定座22以及设置在第一固定座22上的第一切割装置，第一切割装置由水平方向布置的两把第一切刀23及驱动第一切刀23动作的第一动力装置组成，两把第一切刀23分别对电池20的两个侧边进行切割。

进一步的，第二切割机构3包括设置在工作台10上的第一进给导轨31、沿第一进给导轨31限定方向移动的第二固定座32、设置在第二固定座32上的第二切割导轨33以及沿第二切割导轨33限定方向移动的第二切割装置，第二切割装置由铅垂方向布置的第二切刀34及驱动第二切刀动作34的第二动力装置组成，第二切刀34通过第二固定座32与第一进给导轨31的配合移动至切割的初始位置，并沿第二切割导轨33限定的方向对电池20的盖板进行切割。

进一步的，第三切割机构4包括设置在工作台10上的第二进给导轨41、沿第二进给导轨41限定方向移动的第三固定座42、设置在第三固定座42上的第三切割导轨43以及沿第三切割导轨43限定方向移动的第三切割装置，第三切割装置由水平方向布置第三切刀44及驱动第三切刀动作44的第三动力装置组成，第三切刀44与第一切刀23处于同一水平面，第三切刀44通过第三固定座42与第二进给导轨41的配合移动至切割的初始位置，并沿第三切割导轨43限定的方向对电池20的底部进行切割。

具体地说，即切割机构有三个，第一切割机构2用于切割电池20两个侧边，方向水平切割；第二切割机构3用于切割电池盖板20d，沿电池20厚度方向切割，切割后的盖板落入下方的集料机构；第三切割机构4用于切割电池底部20e，水平方向切割，切割电池底部时定位夹紧机构旋转180度，第三切刀44与第一切刀23处在同一水平面上。

进一步的，卷芯推动出料机构5包括设置在工作台10上的推板51以及驱动推板51动作的第四动力装置。电池20切割完后，进入卷芯推动出料机构5，此时，上层定位夹具73向上移动一段距离，向上移的距离应小于电池的厚度，推板51沿电池上壳体20a与电池下壳体20b之间的间隙位置推出电池卷芯20c，电池卷芯20c落入集料机构。

进一步的，外壳推动出料机构6包括设置在工作台10上的推杆61以及驱动推杆61动作的第五动力装置。卷芯与壳体分离后，定位夹紧机构将外壳带入下一工序，推杆61沿电池外壳底部推出外壳，电池外壳落入集料机构。

进一步的，第二切割机构3、卷芯推动出料机构5以及外壳推动出料机构6的下方分别设有用于收集电池盖板、电池卷芯及电池壳体的集料机构9，集料机构9为倾斜设置的U型滑槽，落入集料机构的盖板、卷芯和外壳传送至下一工序。

进一步的，旋转夹紧机构、上料机构1、第一切割机构2、第二切割机构3、第三切割机构4、卷芯推动出料机构5及外壳推动出料机构6处于一个密闭空间内，且该密闭空间的上方装有抽风机，也就是本发明的拆解装置应处于一个四周密闭的空间内，且上方要装有抽风机，防止电池拆解过程中电解液挥发到生产车间，危害操作人员的健康；第一切割机构2、第二切割机构3、第三切割机构4的上方还分别设有吸气除屑装置，以除去切割过程产生的碎屑。

本发明的工作原理及工作过程如下：

电池20沿上料限位挡板11进入定位夹紧机构7，电池20底部到达定位夹紧机构7后，上料气缸12停止推动，由定位夹紧机构7的气缸77控制上层夹紧模具73和下层夹紧模具74对电池20进行夹紧，上、下两层夹紧模具中间留有一定的间隙，保证后续切割工序的进行。上、下两层夹紧模具对电池20上下方两条的侧棱位置进行夹紧，对胀气电池同样可完成定位夹紧；夹紧定位机构7的上下各有一个旋转盘，旋转盘带动定位夹紧机构进行转动，调整电池朝向，保证后续机构的运行。

完成电池20的定位夹紧后，旋转轴8转动60度进入第一切割机构2，如图4所示，第一切割机构2的第一切割装置有两把第一切刀23，第一切割装置沿第一切割导轨21切割电池的两个侧面，完成切割后，第一切割装置退回到原位置处。

完成侧边切割后，旋转轴8转动60度进入第二切割机构3，如图5所示，第二切割机构3的第二切割装置沿第一进给导轨31到达切割位置后，再沿第二切割导轨33切割掉电池盖板20d，电池盖板20d沿集料机构9落入集料框或传送输入下一工序。

完成盖板切割后，旋转轴8转动60度进入第三切割机构4，如图6所示，进入第三切割机构4后上、下旋转盘旋转180度，调整电池朝向。第三切割机构4的第三切割装置沿第二进给导轨41到达切割位置后，再沿第三切割导轨43水平切割电池底面20e，第三切割机构4的第三切刀和第一切割机构的第一切刀处在同一水平面上。

完成底面切割后，旋转轴8转动60度进入卷芯推动出料机构5，如图7所示，上层夹紧模具73上移一段距离，电池的上外壳20a和电池的下外壳20b完全分开，推板51沿上外壳20a和下外壳20b之间的间隙推出电池卷芯20c，电池卷芯20c沿集料机构落入集料框或传送输入下一工序。

推出卷芯后, 旋转轴8转动60度进入外壳推动出料机构6，如图8所示，推杆61推出电池外壳，电池外壳沿集料机构落入集料框或传送输入下一工序。

六个定位夹紧机构7，每个定位夹紧机构7上都有一只电池，上料机构、第一切割机构、第二切割机构、第三切割机构、卷芯推动出料机构、外壳推动出料机构同时工作，以流水线的方式运行。

本发明的有益效果在于：1）本发明为流水线运行，上料机构、第一切割机构、第二切割机构、第三切割机构、卷芯推动出料机构及外壳推动出料机构同时运行，拆解效率高，并且不产生二次污染；2）本发明除上料口外其余位置密闭，上方装有抽风系统并且切割机构旁装有除屑抽气口，避免了废气、废屑对操作人员的危害；3）本发明的各机构位置可调，适合不同尺寸结构的动力电池；4）本发明的定位夹紧机构利用电池底面和侧棱对电池进行定位夹紧，对严重胀气的电池同样适用；5）本发明的三个切割机构可以完全切开电池，完成外壳、盖板、卷芯的分离并分类收集，分离成功率高。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种废旧动力电池拆解装置，其特征在于：包括位于中心位置的旋转夹紧机构以及沿周向围绕旋转夹紧机构均匀布置的六个工作台（10），所述的六个工作台（10）上依次设有上料机构（1）、第一切割机构（2）、第二切割机构（3）、第三切割机构（4）、卷芯推动出料机构（5）及外壳推动出料机构（6），所述的旋转夹紧机构包括分别与上料机构（1）、第一切割机构（2）、第二切割机构（3）、第三切割机构（4）、卷芯推动出料机构（5）及外壳推动出料机构（6）相配合的六个定位夹紧机构（7），所述六个定位夹紧机构（7）的一端均固定在旋转轴（8）上，所述的旋转轴（8）与动力装置相连，所述的定位夹紧机构（7）用于夹持电池（20），所述的第一切割机构（2）、第二切割机构（3）及第三切割机构（4）分别对电池（20）的两侧边、盖板及底部进行切割，并通过卷芯推动出料机构（5）及外壳推动出料机构（6）收集卷芯和外壳。

2.根据权利要求1所述的废旧动力电池拆解装置，其特征在于：所述的定位夹紧机构（7）包括呈上下方向对称设置的上固定板（71）与下固定板（72），所述上固定板（71）的下板面设有上层夹紧模具（73），所述下固定板（72）的上板面设有下层夹紧模具（74），所述的上层夹紧模具（73）与上固定板（71）之间设有上旋转盘（75），上旋转盘（75）与上层夹紧模具（73）之间设有气缸（77），所述的下层夹紧模具（74）与下固定板（72）之间设有下旋转盘（76），所述的上层夹紧模具（73）与下层夹紧模具（74）沿电池（20）的厚度方向从上下两面夹紧电池（20）的侧棱部，且上层夹紧模具（73）与下层夹紧模具（74）之间留有间隙。

3.根据权利要求1所述的废旧动力电池拆解装置，其特征在于：所述的上料机构（1）包括平行设置的两块上料限位挡板（11）以及上料气缸（12），电池（20）放置在两块上料限位挡板（11）之间并由上料气缸（12）驱动其沿上料限位挡板（11）限定的方向进入定位夹紧机构（7）。

4.根据权利要求1所述的废旧动力电池拆解装置，其特征在于：所述的第一切割机构（2）包括设置在工作台（10）上的第一切割导轨（21）、沿第一切割导轨（21）限定方向移动的第一固定座（22）以及设置在第一固定座（22）上的第一切割装置，所述的第一切割装置由水平方向布置的两把第一切刀（23）及驱动第一切刀（23）动作的第一动力装置组成，所述的两把第一切刀（23）分别对电池（20）的两个侧边进行切割。

5.根据权利要求1所述的废旧动力电池拆解装置，其特征在于：所述的第二切割机构（3）包括设置在工作台（10）上的第一进给导轨（31）、沿第一进给导轨（31）限定方向移动的第二固定座（32）、设置在第二固定座（32）上的第二切割导轨（33）以及沿第二切割导轨（33）限定方向移动的第二切割装置，所述的第二切割装置由铅垂方向布置的第二切刀（34）及驱动第二切刀动作（34）的第二动力装置组成，所述的第二切刀（34）通过第二固定座（32）与第一进给导轨（31）的配合移动至切割的初始位置，并沿第二切割导轨（33）限定的方向对电池（20）的盖板进行切割。

6.根据权利要求4所述的废旧动力电池拆解装置，其特征在于：所述的第三切割机构（4）包括设置在工作台（10）上的第二进给导轨（41）、沿第二进给导轨（41）限定方向移动的第三固定座（42）、设置在第三固定座（42）上的第三切割导轨（43）以及沿第三切割导轨（43）限定方向移动的第三切割装置，所述的第三切割装置由水平方向布置第三切刀（44）及驱动第三切刀动作（44）的第三动力装置组成，所述的第三切刀（44）与第一切刀（23）处于同一水平面，所述的第三切刀（44）通过第三固定座（42）与第二进给导轨（41）的配合移动至切割的初始位置，并沿第三切割导轨（43）限定的方向对电池（20）的底部进行切割。

7.根据权利要求1所述的废旧动力电池拆解装置，其特征在于：所述的卷芯推动出料机构（5）包括设置在工作台（10）上的推板（51）以及驱动推板（51）动作的第四动力装置。

8.根据权利要求1所述的废旧动力电池拆解装置，其特征在于：所述的外壳推动出料机构（6）包括设置在工作台（10）上的推杆（61）以及驱动推杆（61）动作的第五动力装置。

9.根据权利要求1所述的废旧动力电池拆解装置，其特征在于：所述的第二切割机构（3）、卷芯推动出料机构（5）以及外壳推动出料机构（6）的下方分别设有用于收集电池盖板、电池卷芯及电池壳体的集料机构（9），所述的集料机构（9）为倾斜设置的U型滑槽。

10.根据权利要求1所述的废旧动力电池拆解装置，其特征在于：所述的旋转夹紧机构、上料机构（1）、第一切割机构（2）、第二切割机构（3）、第三切割机构（4）、卷芯推动出料机构（5）及外壳推动出料机构（6）处于一个密闭空间内，且该密闭空间的上方装有抽风机，第一切割机构（2）、第二切割机构（3）、第三切割机构（4）的上方还分别设有吸气除屑装置。