CN107331912B - 动力电池拆解装置及动力电池回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动力电池拆解装置及动力电池回收系统，涉及动力电池回收技术领域。本发明提供的动力电池拆解装置包括：上料机构、输料机构、用于切割动力电池相对的两端的切割机构和用于将电芯从电池外壳中推出的推芯机构；上料机构与输料机构连接，切割机构和推芯机构沿输料机构的输送方向设置，输料机构输送动力电池依次经过切割机构和推芯机构。将本发明提供的动力电池拆解装置应用于动力电池拆解过程中，以缓解现有技术中存在的人工拆解动力电池效率低且存在安全隐患的技术问题。

Description

动力电池拆解装置及动力电池回收系统

技术领域

本发明涉及动力电池回收技术领域，尤其是涉及一种动力电池拆解装置及动力电池回收系统。

背景技术

动力电池是指具有较大的电能容量和输出功率，可配置电动自行车、电动汽车、电动设备及工具驱动电源的电池，单个动力电池体积比一般的手机电池、数码相机电池等小型充电电池的体积大，失效后其余能电压和电量仍然很高，因而动力电池拆解存在很大的危险性，容易发生起火或爆炸。

目前，动力电池拆解的主要方法是切割掉电池盖板，再人工取出电池外壳内的电芯，实现电芯与电池外壳的分离，但是，这种拆解过程不是连续的生产过程，效率低下，并且，操作者可能接触到电池废液或吸入有害气体，从而危害操作者的健康。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力电池拆解装置，以缓解现有技术中存在的人工拆解动力电池效率低且存在安全隐患的技术问题。

本发明提供的动力电池拆解装置包括：上料机构、输料机构、用于切割动力电池相对的两端的切割机构和用于将电芯从电池外壳中推出的推芯机构；

所述上料机构与所述输料机构连接，所述切割机构和所述推芯机构沿所述输料机构的输送方向设置，所述输料机构输送所述动力电池依次经过所述切割机构和所述推芯机构。

进一步地，所述上料机构包括料斗、接料板和推料组件，所述接料板位于所述料斗的下侧，所述接料板的上端面与所述输料机构的输送端面平齐，所述推料组件和所述输料机构相对地位于所述接料板的两侧。

进一步地，所述推料组件包括：推料驱动件、第一连接杆、第二连接杆和推料块，所述第一连接杆的一端与所述推料驱动件的驱动端连接、另一端与所述第二连接杆的一端铰接，所述第二连接杆的远离所述第一连接杆的一端与所述推料块铰接，所述推料块与所述接料板滑动连接，所述接料板的滑动方向与所述输料机构的输送方向相同。

进一步地，所述输料机构包括：输料驱动件、传送带和两个带轮，所述输料驱动件与一个所述带轮连接，所述传送带分别与两个所述带轮配合。

进一步地，所述切割机构包括：切割顶紧件和两组切割组件，所述切割顶紧件位于所述输料机构的上侧，两组所述切割组件相对地设置于所述输料机构的输送方向的左右两侧。

进一步地，还包括用于支撑所述上料机构、所述输料机构、所述切割机构和所述推芯机构的支撑机构，两组所述切割组件均与所述支撑机构滑动连接，两组所述切割组件的运动方向均与所述输料机构的输送方向相同。

进一步地，所述切割组件包括刀片、用于驱动所述刀片绕所述刀片的轴线转动的刀片驱动件和用于支撑所述刀片驱动件的支撑件，所述刀片与所述刀片驱动件的驱动端连接，所述刀片驱动件与所述支撑件连接，所述支撑件与所述支撑机构滑动连接。

进一步地，所述推芯机构包括推芯顶紧件和推芯组件，所述推芯顶紧件位于所述输料机构的上方，所述推芯组件位于所述输料机构的输送方向的左侧或者右侧。

进一步地，还包括电芯输送机构，所述电芯输送机构与所述推芯机构相对地位于所述输料机构的两侧。

在使用本发明提供的动力电池拆解装置时，将动力电池放置于上料机构中，动力电池通过上料机构运动至输料机构上，输料机构将动力电池输送至切割机构，切割机构将动力电池的相对的两端切除，露出电池外壳中的电芯；输送机构继续将切除两端的动力电池输送至推芯机构处，推芯机构将电芯从电池外壳的被切开的一端推出，使电芯与电池外壳分离，完成动力电池的拆解。

与现有的人工拆解动力电池相比，本发明提供的动力电池拆解装置实现了动力电池拆解的自动化，提高了拆解效率，同时，无需人工与电芯接触，防止了电池废液或有害气体危害人工健康的情况发生。

本发明的另一目的在于提供一种动力电池回收系统，以缓解现有技术中存在的人工拆解动力电池效率低且存在安全隐患的技术问题。

本发明提供的动力电池回收系统包括：电芯分解装置、破碎装置、分选装置、金属提取装置和上述技术方案所述的动力电池拆解装置，所述电芯分解装置与所述动力电池拆解装置中的电芯输送机构连接，所述破碎装置分别与所述分解装置和所述分选装置连接，所述金属提取装置与所述分选装置连接。

所述的动力电池回收系统与上述的动力电池拆解装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的动力电池拆解装置的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的动力电池拆解装置的结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的动力电池拆解装中料斗的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的动力电池拆解装置中推料组件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的动力电池拆解装置中的切割组件的结构示意图。

图标：1－上料机构；11－料斗；111－底板；112－侧板；12－接料板；13－推料组件；131－推料驱动件；132－第一连接杆；133－第二连接杆；134－推料块；2－输料机构；3－切割机构；31－切割顶紧件；32－切割组件；321－刀片；322－刀片驱动件；323－支撑件；33－支撑导轨；34－支撑滑块；4－推芯机构；41－推芯顶紧件；42－推芯组件；5－支撑机构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1为本发明实施例提供的动力电池拆解装置的结构示意图一，图2为本发明实施例提供的动力电池拆解装置的结构示意图二。如图1和图2所示，本发明实施例提供的动力电池拆解装置包括：上料机构1、输料机构2、用于切割动力电池相对的两端的切割机构3和用于将电芯从电池外壳中推出的推芯机构4；上料机构1与输料机构2连接，切割机构3和推芯机构4沿输料机构2的输送方向设置，输料机构2输送动力电池依次经过切割机构3和推芯机构4。

在使用本发明实施例提供的动力电池拆解装置时，将动力电池放置于上料机构1中，动力电池通过上料机构1运动至输料机构2上，输料机构2将动力电池输送至切割机构3，切割机构3将动力电池的相对的两端切除，露出电池外壳中的电芯；输送机构继续将切除两端的动力电池输送至推芯机构4处，推芯机构4将电芯从电池外壳的被切开的一端推出，使电芯与电池外壳分离，完成动力电池的拆解。

与现有的人工拆解动力电池相比，本发明实施例提供的动力电池拆解装置实现了动力电池拆解的自动化，提高了拆解效率，同时，无需人工与电芯接触，防止了电池废液或有害气体危害操作者健康的情况发生。

进一步地，上料机构1包括料斗11、接料板12和推料组件13，接料板12位于料斗11的下侧，接料板12的上端面与输料机构2的输送端面平齐，推料组件13和输料机构2相对地位于接料板12的两侧。

具体地，如图3所示，料斗11包括一个底板111和两个侧板112，两个侧板112的长度相等且均小于底板111的长度，其中一个侧板112连接于底板111的上端面的一个侧板112处、另一侧板112连接于底板111的上端面的另一相对的侧边处，两个侧板112的图3所示的左侧的端面与底板111的左侧的端面平齐；料斗11倾斜设置，接料板12位于料斗11的下侧，接料板12的上端面与两个侧板112的下端的距离略大于被拆解的动力电池的高度，推料组件13位于接料板12的图1所示的左侧，输料机构2位于接料板12的图1所示的右侧，接料板12的上端面与输料机构2的输送端面平齐，以方便推料组件13将动力电池推送至输料机构2上。在上料过程中，将动力电池放置于料斗11上，动力电池在自身重量的作用下向下滑动，当动力电池滑动至接料板12上后，推料组件13将动力电池推送至输料机构2上，完成动力电池的上料。

进一步地，推料组件13包括：推料驱动件131、第一连接杆132、第二连接杆133和推料块134，第一连接杆132的一端与推料驱动件131的驱动端连接、另一端与第二连接杆133的一端铰接，第二连接杆133的远离第一连接杆132的一端与推料块134铰接，推料块134与接料板12滑动连接，接料板12的滑动方向与输料机构2的输送方向相同。

具体地，接料板12位于推料块134的下侧，第一连接杆132、第二连接杆133和推料驱动件131均位于推料块134的远离输料机构2的一侧，第一连接杆132和第二连接杆133均位于推料驱动件131和推料块134之间，推料驱动件131可为旋转气缸和电机等。在本实施例中，推料驱动件131为电机，电机的输出轴的轴线与第一连接杆132和第二连接杆133所在平面垂直，第一连接杆132的一端与电机的输出轴固定连接、另一端与第二连接杆133的一端铰接，或者，如图4所示，第一连接杆132通过偏心轮与电机连接，偏心轮的中心与电机的输出轴固定连接，第一连接杆132的一端与偏心轮转动连接、另一端与第二连接杆133的一端铰接，第二连接杆133的远离第一连接杆132的一端与推料块134铰接；接料板12的靠近推料驱动件131的端部的两侧均设置有挡板，推料块134位于两个挡板之间，两个挡板配合对推料块134起到导向作用。在推料过程中，电机带动第一连接杆132绕电机的输出轴的轴线转动，第一连接杆132带动第二连接杆133的远离第一连接杆132的一端往返运动，从而实现推料块134的往返运动，推料块134向靠近输料机构2的方向运动将动力电池推送至输料机构2上，完成推料操作。

进一步地，输料机构2包括：输料驱动件、传送带和两个带轮，输料驱动件与一个带轮连接，传送带分别与两个带轮配合。

具体地，两个带轮的轴线平行，传动带与两个带轮配合，传送带的上端面与上料机构1中的接料板12的上端面平齐，输料驱动件可为旋转气缸或电机等。在本实施例中，输料驱动件为电机。电机的输出轴与远离上料机构1的带轮连接。在输料过程中，电机驱动带轮转动，带轮带动传送带运动，从而使传送带输送动力电池依次经过切割机构3和推芯机构4。

进一步地，切割机构3包括：切割顶紧件31和两组切割组件32，切割顶紧件31位于输料机构2的上侧，两组切割组件32相对地设置于输料机构2的输送方向的左右两侧。

具体地，切割顶紧件31位于输料机构2的上侧，用于与输料机构2配合将动力电池夹紧，防止在切割过程中动力电池产生移动；其中，一组切割组件32位于输料机构2的输送方向的左侧、另一组切割组件32位于输料机构2的输送方向的右侧，并且两组切割组件32相对设置，当动力电池被输送至切割机构3处时，切割顶紧件31与输料机构2配合将动力电池顶紧，两组切割组件32均沿输送机构均向靠近动力电池的方向运动，将动力电池左右两侧的端部切除，完成动力电池的端部的切割。

进一步地，切割顶紧件31可为气缸或者液压缸等。在本实施例中，切割顶紧件31为气缸。即，切割顶紧气缸，具体地，切割顶紧气缸沿竖直方向设置，切割顶紧气缸的活塞杆位于其缸体的下侧，在切割过程中，切割顶紧气缸与输料机构2配合将动力电池顶紧，防止在切割过程中动力电池产生移动。

进一步地，还包括用于支撑上料机构1、输料机构2、切割机构3和推芯机构4的支撑机构5，两组切割组件32均与支撑机构5滑动连接，两组切割组件32的运动方向均与输料机构2的输送方向相同。

具体地，支撑机构5可为支撑台或者机架等。在本实施例中，支撑机构5为机架。上料机构1、输料机构2、切割机构3和推芯机构4均设置于支撑机构5的上端面，支撑机构5的上端面设置有支撑导轨33，两个支撑导轨33相对的位于输料机构2的相对的两侧，两个支撑导轨33的长度方向均与输料机构2的输送方向相同，两组切割组件32的下端均设置有与支撑导轨33滑动配合的支撑滑块34，支撑滑块34的下端面设置有支撑滑槽，支撑导轨33位于支撑滑槽内，实现切割组件32与支撑导轨33的滑动配合；两组切割组件32均与对应的支撑滑块34滑动连接，两个支撑件323相对支撑滑块34的滑动方向均沿与输送机构的输送方向垂直，从而实现两组切割组件32向靠近或远离被顶紧的动力电池的方向运动。在拆解动力电池时，两组切割组件32均沿支撑导轨33向靠近动力电池的方向运动，并可根据需拆解的动力电池的尺寸，调节两组切割组件32之间的距离，满足切割不同尺寸的动力电池的需要。

进一步地，切割组件32包括刀片321、用于驱动刀片321绕刀片321的轴线转动的刀片驱动件322和用于支撑刀片驱动件322的支撑件323，刀片321与刀片驱动件322的驱动端连接，刀片驱动件322与支撑件323连接，支撑件323与支撑机构5滑动连接。

具体地，如图5所示，两组切割组件32中刀片321均呈圆形，刀片驱动件322的驱动端与刀片321的中心固定连接，刀片驱动件322固定于支撑件323上，支撑件323与上述支撑导轨33滑动连接。在切割被顶紧的动力电池时，刀片驱动件322驱动刀片321绕刀片321的轴线转动，支撑件323带动刀片驱动件322和刀片321向靠近动力电池的方向运动，两个旋转的刀片321将动力电池的两个相对的端部切除，完成动力电池的切割。

具体地，切割组件32的沿输送机构2的输送方向的运动和沿垂直于输送机构输送方向的运动均可通过驱动气缸的驱动实现。

进一步地，推芯机构4包括推芯顶紧件41和推芯组件42，推芯顶紧件41位于输料机构2的上方，推芯组件42位于输料机构2的输送方向的左侧或者右侧。

具体地，推芯顶紧件41可为气缸或者液压缸等。在本实施例中，推芯顶紧件41为气缸。即，推芯顶紧气缸，推芯顶紧气缸沿竖直方向设置，推芯顶紧气缸的活塞杆位于其缸体的下方，在推芯过程中，活塞杆与输料机构2配合将动力电池顶紧，防止在推芯的过程中动力电池外壳产生移动；推芯组件42位于输料机构2的输送方向的右侧，用于将电芯从动力电池外壳的远离推芯组件42的一侧推出。被切割后的动力电池被输送至推芯机构4处后，推芯顶紧气缸与输料机构2配合将动力电池外壳顶紧，推芯组件42将电芯从动力电池外壳内推出，完成动力电池的拆解。

推芯组件42可包括气缸或者液压缸等。在本实施例中，推芯组件42包括气缸。即，推芯气缸，推芯气缸位于输料机构2的输送方向的右侧，且沿水平方向设置，推芯气缸的活塞杆与输料机构2相对。当动力电池被推芯顶紧件41顶紧后，推芯气缸中的活塞伸出缸体将电池从动力电池外壳中推出，完成动力电池的拆解。

进一步地，还包括电芯输送机构，电芯输送机构与推芯机构4相对地位于输料机构2的两侧。

具体地，电芯输送机构可为输送车或者传送带机构。在本实施例中，电芯输送机构为传送带机构。传送带机构的传送方向与输料机构2的传送方向垂直，电芯输送机构与推芯机构4相对地位于输料机构2的两侧。推芯机构4将电芯从动力电池外壳中推出，电芯掉落至电芯输送机构上，电芯输送机构将电芯输送至指定的位置，方便对电芯进行收集或者对电芯进行下一步的处理。

进一步地，本发明实施例提供的动力电池拆解装置还包括用于控制上料机构1、输料机构2、切割机构3和推芯机构4运动的控制机构，控制机构分别与上料机构1、输料机构2、切割机构3和推芯机构4信号连接；切割机构3到上料机构1的距离与切割机构3到推芯机构4的距离相等。在拆解动力电池的过程中，因切割机构3到上料机构1的距离与切割机构3到推芯机构4的距离相等，被切割的动力电池运动至推芯机构4处时，上料机构1处的动力电池被输送至切割机构3处，控制机构控制输料机构2停止运动，并控制上料机构1、切割机构3和推芯机构4同步运动，使上料机构1将动力电池输送至输料机构2上，切割机构3对切割机构3处的动力电池进行切割，推芯机构4对位于推芯机构4处的电池外壳中的电芯推出，完成上述操作，控制机构控制输料机构2对动力电池进行输送，然后控制上料机构1、切割机构3和推芯机构4重复上述操作。通过控制机构控制上料机构1、输料机构2、切割机构3和推芯机构4的运动，提高了拆解动力电池的效率。

实施例二

本实施例二的目的在于提供一种动力电池回收系统，以缓解现有技术中存在的人工拆解动力电池效率低且存在安全隐患的技术问题。

本实施例二提供的动力电池回收系统包括：电芯分解装置、破碎装置、分选装置、金属提取装置和实施例一提供的动力电池拆解装置，电芯分解装置与动力电池拆解装置中的电芯输送机构连接，破碎装置分别与分解装置和分选装置连接，金属提取装置与分选装置连接。

电池拆解装置将电池外壳和电芯进行拆解分离，电芯被输送至电芯分解装置处，电池分解装置将电芯分解成块状，分解后的电芯被输送至破碎装置处，破碎装置将分解后的电芯破碎成粉末，粉末经过分选装置被进行多级分选，分选装置分选出不同的金属粉末，最后金属提取装置对分选后的金属粉末进行提取。

本实施例二提供的动力电池回收系统与实施例一提供的动力电池拆解装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种动力电池拆解装置，其特征在于，包括：上料机构、输料机构、用于切割动力电池相对的两端的切割机构和用于将电芯从电池外壳中推出的推芯机构；

所述上料机构与所述输料机构连接，所述切割机构和所述推芯机构沿所述输料机构的输送方向设置，所述输料机构输送所述动力电池依次经过所述切割机构和所述推芯机构；

所述切割机构包括：切割顶紧件和两组切割组件，所述切割顶紧件位于所述输料机构的上侧，两组所述切割组件相对地设置于所述输料机构的输送方向的左右两侧；

还包括用于支撑所述上料机构、所述输料机构、所述切割机构和所述推芯机构的支撑机构，两组所述切割组件均与所述支撑机构滑动连接，两组所述切割组件的运动方向均与所述输料机构的输送方向相同。

2.根据权利要求1所述的动力电池拆解装置，其特征在于，所述上料机构包括料斗、接料板和推料组件，所述接料板位于所述料斗的下侧，所述接料板的上端面与所述输料机构的输送端面平齐，所述推料组件和所述输料机构相对地位于所述接料板的两侧。

3.根据权利要求2所述的动力电池拆解装置，其特征在于，所述推料组件包括：推料驱动件、第一连接杆、第二连接杆和推料块，所述第一连接杆的一端与所述推料驱动件的驱动端连接、另一端与所述第二连接杆的一端铰接，所述第二连接杆的远离所述第一连接杆的一端与所述推料块铰接，所述推料块与所述接料板滑动连接，所述接料板的滑动方向与所述输料机构的输送方向相同。

4.根据权利要求1所述的动力电池拆解装置，其特征在于，所述输料机构包括：输料驱动件、传送带和两个带轮，所述输料驱动件与一个所述带轮连接，所述传送带分别与两个所述带轮配合。

5.根据权利要求1所述的动力电池拆解装置，其特征在于，所述切割组件包括刀片、用于驱动所述刀片绕所述刀片的轴线转动的刀片驱动件和用于支撑所述刀片驱动件的支撑件，所述刀片与所述刀片驱动件的驱动端连接，所述刀片驱动件与所述支撑件连接，所述支撑件与所述支撑机构滑动连接。

6.根据权利要求1所述的动力电池拆解装置，其特征在于，所述推芯机构包括推芯顶紧件和推芯组件，所述推芯顶紧件位于所述输料机构的上方，所述推芯组件位于所述输料机构的输送方向的左侧或者右侧。

7.根据权利要求1所述的动力电池拆解装置，其特征在于，还包括电芯输送机构，所述电芯输送机构与所述推芯机构相对地位于所述输料机构的两侧。

8.一种动力电池回收系统，其特征在于，包括：电芯分解装置、破碎装置、分选装置、金属提取装置和如权利要求1－7任一项所述的动力电池拆解装置，所述电芯分解装置与所述动力电池拆解装置中的电芯输送机构连接，所述破碎装置分别与所述分解装置和所述分选装置连接，所述金属提取装置与所述分选装置连接。

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