CN106450544B - 一种废旧动力电池单体拆解系统 - Google Patents

Abstract

一种废旧动力电池单体拆解系统，其特征在于：包括上料机构、调整机构和拆解分离机构。所述调整机构包括位置调整组件和固定组件，所提供的废旧动力电池全自动拆解系统可靠性强、效率高、成品质量高且统一有保障，生产流程更安全，同时各种组件对姿态的调整使得后续加工简单连续。

Description

一种废旧动力电池单体拆解系统

技术领域

本发明属于动力电池拆解的技术领域，具体而言是涉及到一种全自动的动力电池拆解的系统。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，越来越多的环保问题逐渐出现，因此各国在研发提高新能源汽车性能的同时也应考虑到汽车中的动力电池该如何处理的问题，回收与再利用模式的探索已经成为各国关注的热点问题。

常见的废旧动力电池拆解方式是采用人工拆解的形式进行，这样做效率低且易挥发的电解液和有燃烧爆炸风险的切割工艺环节对人员安全造成隐患，因此一种全自动的废旧动力电池拆解设备意义重大。

一种解决方案是在常规的皮带机上设置有若干台用于破碎分选的设备，但是因为所有电池无序下料，不经筛选一并处理，实际使用效果并不理想，造成电解液漏液、电池单体姿态调整频繁、对刀时间长等缺陷，基本不具备实用性。更无法解决该技术问题。

发明内容

未解决上述动力电池单体拆解所面临的，拆解效率低，产品质量难以控制，污染和公害无法控制的问题本发明提出如下技术方案：

一种废旧动力电池单体拆解系统，包括上料机构、调整机构和拆解分离机构。所述调整机构包括位置调整组件和固定组件，所述上料机构将动力电池单体传递给所述位置调整组件，所述位置调整组件调整动力电池单体姿态为一致并传送给所述固定组件，所述固定组件将动力电池单体按照预设参数固定并传送给所述拆解分离机构，所述拆解分离机构根据预设参数快速完成固定后动力电池单体的拆解。

位置调整组件通过检测获取动力电池单体的电极朝向，并通过调整方式将同时运行的一批动力电池单体的姿态调整为一致，使其电极朝向相同。

一种位置调整组件的实现方式是：所述位置调整组件包括正负极识别器、位置调整控制器、第二自动式机械手和位置调整轨道，所述位置调整轨道接收所述上料机构传输的动力电池单体，所述正负极识别器识别所述位置调整轨道上一组动力电池单体的电极指向并将识别结果传送至所述位置调整控制器，所述位置调整控制器控制所述第二自动式机械手调整所述位置调整轨道上的动力电池单体姿态至一致。

另一种所述位置调整组件的实现方式是：所述位置调整机构包括位置调整轨道、位置调整控制器和电流计所述电流计判断所述位置调整轨道上的动力电池单体姿态并传输至所述位置调整控制器，所述位置调整控制器调整所述位置调整轨道，将动力电池单体姿态相同的电池单体集中。

其中所述位置调整轨道包括直通轨道变轨轨道和变轨门，所述变轨轨道沟通两组所述预设动力电池单体姿态相异的直通轨道，所述位置调整控制器控制所述变轨门根据当前动力电池单体姿态和预设动力电池单体姿态对比结果，选通所述直通轨道或所述变轨轨道。

所述固定组件包括第一固定轨道、第二固定轨道、液压拨动件、模具顶升件和固定模具，所述第一固定轨道的宽度与动力电池单体相适应，所述第二固定轨道的宽度与所述固定模具相适应，所述第一固定轨道接收所述位置调整组件传输的动力电池单体，所述第一固定轨道和所述第二固定轨道之间设置所述模具顶升件，模具顶升件将低处存放的固定模具顶升至所述第一固定轨道所在平面，所述液压拨动件将动力电池单体与所述固定模具结合并固定，所述液压拨动件将带有所述固定模具的动力电池单体推动进所述第二固定轨道，所述第二固定轨道将带有所述固定模具的动力电池单体传输至所述拆解分离机构。

其中所述固定模具包括自动紧固件和凹槽，所述自动紧固件设置在所述凹槽内侧，所述自动紧固件在所述液压拨动件的配合下紧固动力电池单体至所述凹槽。所述固定模具固定的动力电池单体两端距离所述固定模具边缘的距离固定在预设参数。

所述上料机构包括上料轨道、进料组件、影像识别器和分流组件，所述进料组件按照设定的速率进料并规整动力电池单体姿态使其指向前进方向，所述影像识别器设置在所述上料轨道上方，所述影像识别机构收集经过的动力电池单体相关信息并传送给分流组件和位置调整组件，所述分流组件将动力电池单体分类并分别传送给不同所述位置调整组件。

所述分流组件包括分流控制器、第一自动式机械手和不可识别轨道，所述分流控制器接收所述影像识别器提供的动力电池单体数据，所述分流控制器控制所述第一自动式机械手将动力电池单体分别传输至不同所述位置调整组件或所述不可识别轨道，所述不可识别轨道将无法识别类型的电池单体回收。

所述拆解分离机构包括：拆解分离轨道、切割机、抽真空箱和挤出机。所述拆解分离轨道接收所述固定组件传输的带有所述固定模具的动力电池单体，传输至所述切割机，所述切割机固定所述固定模具并对动力电池单体进行切割，完成切割的带有所述固定模具的动力电池单体通过所述拆解分离轨道传输至所述抽真空箱，所述抽真空箱6排除动力电池单体内电解液，完成电解液排除的带有所述固定模具的动力电池单体通过所述拆解分离轨道移动到所述挤出机，所述挤出机分离动力电池单体电极及动力电池单体外壳。

所述切割机包括自动压紧固定模具件和切刀，所述自动压紧固定模具件设置在所述拆解分离轨道上，所述括自动压紧固定模具件在所述拆解分离轨道的的配合下扣紧固定所述固定模具配合所述切刀在预设位置快速整齐的下刀。

该技术方案的优势在于，经过调整后的动力电池单体排列整齐，位置和姿态统一，方便后续的切割和推挤过程直接进行，免去了繁杂的机械调整定位的过程，提升了回收质量大大提高了生产效率

附图说明

图1为本发明系统示意图。

图2为本发明位置调整轨道示意图。

图3为本发明固定组件示意图。

图4为本发明固定模具示意图。

附图标记如下：

a——上料机构、b——调整机构、c——拆解分离机构、a1——上料轨道、a2——进料组件、a3——影像识别器、a4——分流组件、b1——位置调整组件、b2固定组件、c1——拆解分离轨道、c2——切割机、c2——抽真空箱、c3——挤出机、b101——位置调整轨道、b201——固定轨道、b202——模具顶升件、b203——固定模具、b1011——直通轨道、b1012——分选轨道、b1013——变轨门、b2011——第一固定轨道、b2012——第二固定轨道、b2031——凹槽、b2032——自动紧固件

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图4所示一种废旧动力电池单体拆解系统，包括上料机构、调整机构、拆解分离机构和回收机构。所述调整机构包括位置调整组件和固定组件，所述上料机构将动力电池单体传递给所述位置调整组件，所述位置调整组件调整动力电池单体姿态使其电极朝向一致并传送给所述固定组件，所述固定组件将动力电池单体固定并将固定后动力电池单体传送给所述拆解分离机构，所述拆解分离机构快速完成固定后动力电池单体的拆解。

进一步的，所述位置调整组件包括正负极识别器、位置调整控制器、位置调整轨道和第二自动式机械手，所述位置调整轨道与所述上料机构连接接收所述上料机构传递的动力电池单体，所述位置调整轨道包括若干与动力电池单体宽度相当的位置调整子轨道，所述正负极识别器通过影像识别，根据正负极影像特征识别一组在所述位置调整轨道上运行的动力电池单体的电极指向并将识别结果传送至所述位置调整控制器，所述位置调整控制器操纵所述第二自动式机械手抓取所述位置调整轨道上的动力电池单体，并调整动力电池单体至合适的姿态后放回到所述位置调整轨道，使得一组动力电池单体电极朝向调整一致。

更进一步的，所述位置调整组件根据所述影像识别器传递的信号，调整动力电池单体姿态，使其电极朝向一致。

更进一步的，所述位置调整机构为圆柱动力电池单体位置调整机构，当正极朝向固定组件方向的圆柱动力电池单体数量多于负极朝向固定组件方向的圆柱动力电池单体数量时，所述第二自动式机械手将所有负极朝向固定组件方向的圆柱动力电池单体调整至正极朝向固定组件方向；当负极朝向固定组件方向的圆柱动力电池单体数量多于正极朝向固定组件方向的圆柱动力电池单体数量时，所述自动式机械手将所有正极朝向固定组件方向的圆柱动力电池单体调整至负极朝向固定组件方向。

更进一步的，所述位置调整机构3为方形动力电池单体位置调整机构，当电极朝向固定组件方向的方形动力电池单体数量多于底部朝向固定组件方向的方形动力电池单体数量时，第二自动式机械手将所有底部朝向固定组件方向的方形动力电池单体调整至电极朝向固定组件方向；当底部朝向固定组件方向的方形动力电池单体数量多于电极朝向固定组件方向的方形动力电池单体数量时，第二自动式机械手将所有电极朝向固定组件方向的方形动力电池单体调整至底部朝向固定组件方向。

位置调整组件的另一种实施方式是正负极识别器采用电动势测量的方式，所述位置调整组件包括位置调整轨道、变轨门、位置调整控制器和高阻电流计，调整轨道在所述位置调整轨道上设置高阻电流计，所述高阻电流计，一端置于所述位置调整轨道上另一端接地，动力电池单体在经过该高阻电流计的位置时，前端与所述高阻电流计接触，通过判断电势差的范围确定动力电池单体姿态，同时取消第二自动式机械手，在所位置调整子轨道上包括直通轨道、变轨门和分选轨道，所述变轨门可以选直通轨道或所述分选轨道，将位置调整轨道上的若干位置调整子轨道定义为正极在前的轨道，余下的位置调整子轨道定义为负极在前轨道。每一条正极在前轨道均有一条负极在前轨道与之相对应，反之亦然，正极在前轨道通过所述分选轨道与负极在前轨道联通。所述正负极识别器将识别的动力电池单体正负极信息传输给所述位置调整控制器，所述位置调整控制器控制所述变轨门选通所述直通轨道或所述分选轨道。

进一步的，所述高阻电流计指向为流向电极，则该动力电池单体负极向前，所述高祖电流计指向为流向接地，则该动力电池单体正极向前。

更进一步的，被定义为正极在前轨道的位置调整子轨道上运行的电极正极向前则位置调整控制器控制所述变轨门选通所述直通轨道并关闭分选轨道，动力电池单体运行不受影响；反之则所述位置调整控制器控制所述变轨门选通所述分选轨道并关闭所述直通轨道，动力电池单体进入所述分选轨道并被所述分选轨道传输至与所述正极在前轨道相对应的负极在前轨道。

更进一步的，被定义为正极在前轨道的位置调整子轨道上运行的电极正极向前则位置调整控制器控制所述变轨门选通所述直通轨道并关闭分选轨道，动力电池单体运行不受影响；反之则所述位置调整控制器控制所述变轨门选通所述分选轨道并关闭所述直通轨道，动力电池单体进入所述分选轨道并被所述分选轨道传输至与所述正极在前轨道相对应的负极在前轨道。

进一步的，所述固定组件包括固定轨道、液压拨动件、模具顶升件和固定模具，所述固定轨道包括第一固定轨道和第二固定轨道，所述固定模具包括自动紧固件和电池凹槽，所述第一固定轨道宽度与动力电池单体相适应，所述第一固定轨道接收所述位置调整轨道传输的动力电池单体，所述模具顶升件设置在所述第一固定轨道前方，所述模具顶升件将放置在其顶部的所述固定模具顶升至所述第一固定轨道所在平面，所述自动紧固件设置在所述电池凹槽内部，所述电池凹槽的内壁间距与动力电池单体外径相当，所述第一固定轨道将动力电池单体传输至所述固定模具，所述液压拨动件将动力电池单体推入所述凹槽，所述自动紧固件与动力电池单体抵接，使其锁定在凹槽内，所述第二固定轨道与所述固定模具宽度相当，所述液压推挤装置将所述固定模具推挤进所述第二固定轨道，所述第二固定轨道带有所述固定模具的动力电池单体传输至所述拆解分离装置。

再更进一步的，所述固定机紧固圆柱动力电池单体，所述固定模具靠近圆柱动力电池单体正极一端距离圆柱动力电池单体正极0.5cm到0.6cm，所述固定模具靠近圆柱动力电池单体负极一端距离圆柱动力电池单体负极0.1cm到0.15cm。

进一步的，所述上料机构包括上料轨道、进料组件，影像识别器和分流组件，所述进料组件按照设定的速率进料并调整动力电池单体姿态使其指向前进方向，所述进料组件通过所述上料轨道，将动力电池单体传输至所述分流组件，所述影像识别器设置在所述上料轨道上方，所述影响识别器收集动力电池单体相关信息并传送给分流组件和位置调整组件，所述分流组件将动力电池单体分类传送给两组所述位置调整组件。

更进一步的，所述进料组件包括锥形料仓，机械开关门、振动平台和导轨，所述锥形料仓存放待处理动力电池单体，所述机械开关门设置在锥形料仓底部，所述振动平台设置在锥形料仓下方，所述机械开关门以设定频率打开闭合，动力电池单体通过机械开关门以一定频率跌落在振动平台上，所述振动平台通过震动调整动力电池单体姿态，使得动力电池单体可以进入所述导轨，所述导轨宽度与动力电池单体宽度相适应，动力电池单体通过所述上料导轨保持指向前方的姿态传输至所述分流组件。

更进一步的，所述影像识别器为摄像器，所述摄像器可快速录入进入影像识别器的动力电池单体，并与计算机中已有的动力电池单体模型进行比对，判断动力电池单体的大小种类正负极端子方向，并将信号分别传输至分流组件和位置调整组件3。

进一步的，所述分流组件包括分流分流控制器、第一自动式机械手和不可识别轨道，所述分流分流控制器根据所述影像识别器提供的信号控制所述第一自动式机械手将圆柱动力电池单体移动到一组位置调整轨道，将方形圆柱动力电池单体移动到另一组位置调整装置，将无法识别的动力电池单体移动到所述不可识别轨道，并从所述不可识别轨道直接回收。

进一步的，所述拆解分离机构包括：拆解分离轨道、切割机、抽真空箱和挤出机；所述拆解分离轨道接收所述位置调整轨道传输的带有固定模具的动力电池单体，所述切割机通过所述拆解分离轨道接收带有固定模具的动力电池单体，对动力电池单体进行切割，完成切割的带有所述固定模具的动力电池单体通过所述拆解分离轨道移动到所述抽真空箱，所述抽真空箱排除动力电池单体内电解液，完成电解液排除的带有所述固定模具的动力电池单体通过所述的拆解分离轨道移动到所述挤出机，所述挤出机分离动力电池单体电极及动力电池单体外壳。

更进一步的，所述切割机包括电锯刀、液氮喷淋装置、自动压紧固定模具装置，所述自动压紧固定模具装置设置在所述拆解分离轨道上，所述自动压紧固定模具固定所述固定模具保证切割动作可靠，防止切割过程中松动而发生事故，所述液氮喷淋装置在切割过程中起动保持切割过程温度，避免切割过程因短路而造成燃烧、爆炸现象。

再更进一步的，所述切割机为圆柱动力电池单体切割机，所述切割机包含正负极端子电锯刀。

再更进一步的，所述切割机为方形电池切割机，所述切割机包含电极非电极端子电锯刀。

更进一步的，所述切割机包括废料收集箱，所述废料收集箱收集切割过程产生的正负极废料和其他废料。

更进一步的，所述挤出机包括液压挤出棒、自动压紧固定模具件，所述自动压紧固定模具件设置在所述拆解分离轨道上，将通过传送装置传送的完成电解液排除的带有固定模具的动力电池单体夹持固定，所述液压挤出棒直经小于动力电池单体外壳直径，所述液压挤出棒将动力电池单体的电极从所述挤出机一侧推出，使得电极掉落回收，完成推出动作后，所述液压挤出棒收回，所述自动压紧固定模具装置释放带有固定模具的动力电池单体外壳，所述动力电池单体外壳同固定模具从所述拆解分离轨道输出回收，所述固定模具释放动力电池单体外壳与之分离。

更进一步的，所述切割机包括轴向切割刀具、自动压紧固定模具装置、剥离取出装置。所述自动压紧固定装置将带有固定模具的圆柱动力电池单体夹持固定，所述轴向切割刀具在圆柱动力电池单体外壳上进行轴向切割，所述剥离取出装置将圆柱动力电池单体外壳拨开并取出卷状电极，如此可解决圆柱状动力电池单体因为膨胀挤压外壳，使得液压挤出棒的轴向挤压动作造成电极的破碎问题，保证电极取出的完整。

本发明所述系统整体结构简单，采用的具体技术环节的技术动作成熟可靠，效率高可以解决人工拆解方式造成的包括效率、可靠、安全在内的诸多问题，与现有的同类构思相比可操作性也更强。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种废旧动力电池单体拆解系统，其特征在于：包括上料机构、调整机构和拆解分离机构，所述调整机构包括位置调整组件和固定组件，所述上料机构将动力电池单体传递给所述位置调整组件，所述位置调整组件调整动力电池单体姿态为一致并传送给所述固定组件，所述固定组件将动力电池单体按照预设参数固定，所述拆解分离机构根据预设参数对固定完成后的动力电池单体完成拆解；所述固定组件包括第一固定轨道、第二固定轨道、液压拨动件、模具顶升件和固定模具，所述第一固定轨道接收所述位置调整组件传输的动力电池单体，所述模具顶升件将所述固定模具运载至所述第一固定轨道所在平面，所述液压拨动件将动力电池单体从所述第一固定轨道拨入所述固定模具固定，所述液压拨动件将带有所述固定模具的动力电池单体推动进所述第二固定轨道，所述第二固定轨道将带有所述固定模具的动力电池单体传输至所述拆解分离机构；所述拆解分离机构包括：拆解分离轨道、切割机、抽真空箱和挤出机，所述拆解分离轨道接收所述固定组件传输的带有所述固定模具的动力电池单体，传输至所述切割机，所述切割机固定所述固定模具并对动力电池单体进行切割，完成切割的带有所述固定模具的动力电池单体通过所述拆解分离轨道传输至所述抽真空箱，所述抽真空箱排除动力电池单体内电解液，完成电解液排除的带有所述固定模具的动力电池单体通过所述拆解分离轨道移动到所述挤出机，所述挤出机分离动力电池单体电极及动力电池单体外壳。

2.根据权利要求1所述一种废旧动力电池单体拆解系统，其特征在于：所述位置调整组件包括正负极识别器、位置调整控制器、第二自动式机械手和位置调整轨道，所述位置调整轨道接收所述上料机构传输的动力电池单体，所述正负极识别器识别所述位置调整轨道上一组动力电池单体的电极指向并将识别结果传送至所述位置调整控制器，所述位置调整控制器控制所述第二自动式机械手调整所述位置调整轨道上的动力电池单体姿态至一致。

3.根据权利要求2所述一种废旧动力电池单体拆解系统，其特征在于：所述位置调整组件还包括电流计，所述电流计判断所述位置调整轨道上的动力电池单体姿态并传输至所述位置调整控制器，所述位置调整控制器调整所述位置调整轨道，将动力电池单体姿态相同的电池单体集中。

4.根据权利要求3所述一种废旧动力电池单体拆解系统，其特征在于：所述位置调整轨道包括预设动力电池单体姿态相异的直通轨道、变轨轨道和变轨门，所述变轨轨道沟通两组所述预设动力电池单体姿态相异的直通轨道，所述位置调整控制器控制所述变轨门根据当前动力电池单体姿态和预设动力电池单体姿态对比结果，选通所述直通轨道或所述变轨轨道。

5.根据权利要求1所述一种废旧动力电池单体拆解系统，其特征在于：所述固定模具包括自动紧固件和凹槽，所述自动紧固件设置在所述凹槽内侧，所述自动紧固件在所述液压拨动件的配合下紧固动力电池单体至所述凹槽，所述固定模具固定的动力电池单体两端距离所述固定模具边缘的距离固定在预设参数。

6.根据权利要求1所述一种废旧动力电池单体拆解系统，其特征在于：所述上料机构包括上料轨道、进料组件、影像识别器和分流组件，所述进料组件按照设定的速率进料并规整动力电池单体姿态使其指向前进方向，所述影像识别器设置在所述上料轨道上方，所述影像识别器收集经过的动力电池单体相关信息并传送给分流组件和位置调整组件，所述分流组件将动力电池单体分类并分别传送给不同所述位置调整组件。

7.根据权利要求6所述一种废旧动力电池单体拆解系统，其特征在于：所述分流组件包括分流控制器、第一自动式机械手和不可识别轨道，所述分流控制器接收所述影像识别器提供的动力电池单体数据，所述分流控制器控制所述第一自动式机械手将动力电池单体分别传输至不同所述位置调整组件或所述不可识别轨道，所述不可识别轨道将无法识别类型的电池单体回收。

8.根据权利要求1-7任一项所述一种废旧动力电池单体拆解系统，其特征在于：所述切割机包括自动压紧固定模具件和切刀，所述自动压紧固定模具件设置在所述拆解分离轨道上，所述自动压紧固定模具件在所述拆解分离轨道的配合下扣紧固定所述固定模具配合所述切刀在预设位置快速整齐的下刀。