CN106252779B - 一种废旧锂离子电池壳与卷芯的分离装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧锂离子电池壳体与卷芯的分离装置及分离方法，所述分离方法包括电池经过切割去除顶端面的顶盖；取料机械手通过可调节长度的取料伸缩总成抓取电池并夹紧，电池顶端面朝向机械手外侧；取料伸缩总成收缩第一预定距离；加速旋转总成带动取料机械手旋转第一预定角度，使卷芯与壳体形成部分分离；下料机械手通过可调节长度的下料伸缩总成抓取部分分离出的卷芯；下料伸缩总成收缩第二预定距离，至卷芯与壳体完全分离。本发明通过结构简单的分离装置完成电池壳体和卷芯分离，为回收锂离子电池的实现提供了可行方案，对于不同型号电池可采用更换机械手实现。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种废旧锂离子电池壳与卷芯的分离装置及方法。
背景技术
锂离子电池具有工作电压高，循环寿命长，能量密度大和自放电小等优点，被广泛应用在移动通信、计算机、仪器仪表和电动交通领域，包括电动自行车和电动汽车等。作为个人消费品和动力电池，每年的生产和使用数量巨大，并保持着很高的增长速度。未来几年将迎来废旧锂离子电池回收的高峰时期。报废电池中含有铜、铝等金属物质，还包括锂甚至钴、锰等稀有金属，如果不加以回收利用，不仅造成资源的浪费，同时将会对环境造成极大的压力。因此对于锂离子电池的回收利用，具有十分重大的价值和社会意义。
锂离子电池回收一般通过物理的粉碎、筛分、过滤等方法结合着化学反应中生成沉淀进行分离，这些过程通常需要将电池进行拆解，分离壳体和卷芯，对卷芯单独进一步进行分离处理将会提高电池回收效率。因此，壳体和卷芯分离是电池回收的基础同时具有十分重要意义，将会影响着电池回收操作的难易度，回收的效率和回收的成本。
壳体分离的方法也有过报道，专利CN204885356U中通过夹具夹住极耳将卷芯拉出，但当电池顶盖切割后极耳和壳体处于同一面上，夹具在夹极耳时会受到壳体的干扰，不利于卷芯和壳体的分离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧锂离子电池壳与卷芯的分离装置及方法，该装置能够对切割好的废旧锂离子电池进行壳和卷芯分离。通过离心力作用将电池卷芯适当甩出一部分后，由夹具机械手夹持卷芯并拉出，实现壳体和卷芯快速分离。本发明设备简单，流程简洁，运行成本低。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种废旧锂离子电池壳体与卷芯的分离装置，包括取料部和下料部，所述取料部包括取料机械手，取料机械手的臂部端与取料伸缩总成的活动端固定连接，取料伸缩总成的固定端与加速旋转总成活动连接，所述下料部包括下料机械手，下料机械手的臂部端与下料伸缩总成的活动端固定连接，下料伸缩总成的固定端与下料旋转总成活动连接。
取料机械手和下料机械手的内周向设置有防滑垫，防滑垫优选硅橡胶。
一种废旧锂离子电池壳体与卷芯的分离方法，电池经过切割去除顶端面的顶盖，还包括以下步骤：
（1）取料机械手通过可调节长度的取料伸缩总成抓取电池并夹紧，电池顶端面朝向机械手外侧；
（2）取料伸缩总成收缩第一预定距离；
（3）加速旋转总成带动取料机械手旋转第一预定角度，使卷芯与壳体形成部分分离；
（4）下料机械手通过可调节长度的下料伸缩总成抓取步骤（3）中部分分离出的卷芯；
（5）下料伸缩总成收缩第二预定距离，至卷芯与壳体完全分离。
所述步骤（5）之后还包括：下料旋转总成带动下料机械手旋转第二预定角度并松开卷芯后，下料机械手再旋转至步骤（4）中的位置。
所述步骤（4）之后还包括：取料机械手向下旋转至竖直位置并松开壳体后，再旋转至步骤（1）中的位置。
所述步骤（2）中第一预定距离为8-12 cm。
所述步骤（3）中第一预定角度为90-180度，优选150度。
所述步骤（5）中第二预定距离为13-18 cm。
所述第二预定角度为90-180度，优选120度。
本发明具有如下有益效果：
分离装置及分离方法中，加速旋转总成可以带动取料机械手加速运动，取料机械手夹紧壳体，卷芯做离心运动，可以实现壳体和卷芯之间形成分离。通过控制加速旋转总成旋转的加速度来控制壳体和卷芯部分分离，避免完全分离，造成电池跌落损坏且不安全。
加速旋转总成和下料旋转总成配合工作，电池壳体和卷芯分离完成后，取料机械手和下料机械手自动回归初始位置，进行下一个电池的拆解工作，流程简洁。下料旋转总成位于加速旋转总成的右下方，其相对位置有利于取料机械手和下料机械手的旋转对接。
对于不同型号电池可采用更换机械手实现，使本装置适应各种型号的锂离子电池，适应性强。
取料伸缩总成和下料伸缩总成均可伸长和缩短，实现机械手位置的调节，操作方便。
本发明通过自动化完成电池壳体和卷芯分离，为自动化回收锂离子电池的实现提供了可行方案，结构简单，流程简洁，对设备的投资少，操作方便易行。另外，本发明通过物理离心分离方法实现分离，避免了利用化学方法带来的环境污染，有利于保护环境。
附图说明
图1为本发明分离装置的工作示意图。
具体实施方式
如图1所示，废旧锂离子电池壳体与卷芯的分离装置，包括取料部和下料部，所述取料部包括取料机械手（1），取料机械手（1）的臂部端与取料伸缩总成（3）的活动端固定连接，取料伸缩总成（3）的固定端与加速旋转总成（2）活动连接，所述下料部包括下料机械手（4），下料机械手（4）的臂部端与下料伸缩总成（6）的活动端固定连接，下料伸缩总成（6）的固定端与下料旋转总成（5）活动连接。取料机械手1和下料机械手4的内周向设置有防滑垫，优选地，防滑垫为硅橡胶。所述加速旋转总成2与取料伸缩总成3之间形成相对转动，下料旋转总成5与下料伸缩总成6之间形成相对转动。
取料机械手1和下料机械手4选用通用的连续轨迹控制机械手。
取料伸缩总成3和下料伸缩总成6选用可调节长度的自动伸缩装置，优选液压油缸。
废旧锂离子电池壳体与卷芯的分离方法包括以下步骤：
电池先经过切割，切去顶盖，将电池切口朝外，底部朝向取料机械手1；取料机械手1通过可调节长度的取料伸缩总成3抓取水平放置于位置Ⅰ的电池并夹紧，电池顶端面朝向机械手1外侧，电池进入取料机械手1约一半位置；取料伸缩总成3收缩8-12 cm，优选伸缩10cm；加速旋转总成2启动后，一定加速度带动取料机械手1顺时针加速旋转90-180度，优选旋转150度，使卷芯与壳体形成部分分离，由于离心力作用卷芯从壳体中甩出约2 cm，取料机械手1到达位置Ⅱ处停止；取料伸缩总成3位于位置Ⅲ处，取料伸缩总成3延伸使得下料机械手1到达距离取料机械手1半个电池高度稍多一点位置停止，保证下料机械手4不会抓到取料机械手1中电池的壳体部分，取料机械手1伸出至距离壳体0.5 cm位置处，下料机械手4夹紧被甩出来的卷芯部分；取料伸缩总成3收缩一定距离，约13-18 cm，保证被下料机械手抓取的卷芯有足够距离和壳体分离，随后下料旋转总成5向下旋转90-180度，优选120度，到达位置Ⅳ，下料机械手4松开卷芯，下料机械手回到位置Ⅲ；取料机械手1在下料机械手4取走卷芯后向下旋转60度，到达竖直位置，松开电池壳体，随后回到位置Ⅰ，壳体和卷芯分离完成。
本发明通过自动化完成电池壳体和卷芯分离，为自动化回收锂离子电池的实现提供了可行方案，对于不同型号电池可采用更换机械手实现。本发明结构简单，对设备的投资少，操作方便易行。
Claims (10)
1.一种使用废旧锂离子电池壳体与卷芯的分离装置的分离方法，所述分离装置包括取料部和下料部，所述取料部包括取料机械手(1)，取料机械手(1)的臂部端与取料伸缩总成(3)的活动端固定连接，取料伸缩总成(3)的固定端与加速旋转总成(2)活动连接，所述下料部包括下料机械手(4)，下料机械手(4)的臂部端与下料伸缩总成(6)的活动端固定连接，下料伸缩总成(6)的固定端与下料旋转总成(5)活动连接，电池经过切割去除顶端面的顶盖，其特征在于，还包括以下步骤：
(1)取料机械手通过可调节长度的取料伸缩总成抓取电池并夹紧，电池顶端面朝向机械手外侧；
(2)取料伸缩总成收缩第一预定距离；
(3)加速旋转总成带动取料机械手旋转第一预定角度，使卷芯与壳体形成部分分离；
(4)下料机械手通过可调节长度的下料伸缩总成抓取步骤中部分分离出的卷芯；
(5)下料伸缩总成收缩第二预定距离，至卷芯与壳体完全分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，取料机械手(1)和下料机械手(4)的内周向设置有防滑垫。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)之后还包括：下料旋转总成(5)带动下料机械手(4)旋转第二预定角度并松开卷芯后，下料机械手(4)再旋转至步骤(4)中的位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)之后还包括：取料机械手(1)向下旋转至竖直位置并松开壳体后，再旋转至步骤(1)中的位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中第一预定距离为8-12cm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中第一预定角度为90-180度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中第一预定角度为150度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中第二预定距离为13-18cm。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二预定角度为90-180度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二预定角度为120度。
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