CN107492694A - 圆柱型电池外壳切割方法 - Google Patents

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叶成
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    • H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells

Abstract

本发明涉及一种圆柱型电池外壳切割方法，包括用激光器对圆柱电池外壳的两端环割和沿圆柱电池轴向的外壳直线切割工序。经过圆柱电池外壳的环割和直线切割后，电池外壳“绷”开，很容易取出圆柱电池的电芯。本发明采用激光切割电池的外壳不仅速度快，而且噪音小，电芯损坏小，可以形成大规模自动生产，切割电池外壳后，外壳材料提前完全分离，显著降低湿法回收萃取剂的消耗，使得回收的效益最大化。

Description

圆柱型电池外壳切割方法
技术领域
本发明涉及的是一种圆柱型电池外壳切割方法，属于电子废弃物处理技术。
背景技术
锂离子电池（Lithium-ion battery）、镍镉和镍氢电池，是充电电池（二次电池），被广泛应用于消费类电子产品（如手机、笔记本电脑等）、军事、纯电动汽车和航空航天。一节可充电的锂离子电池一般可以充放电800~1000次，如果按每天充放电一次记，则一节锂离子电池的寿命是2年。随着我国的锂离子电池广泛的应用，从2010年的年产16亿只，到2014年已增长到了年产52亿只，产生了大量的废旧锂离子电池，目前由于废旧锂离子电池中含有大量有毒性的稀有金属钴，但由于钴是一种重要的战略金属，所以目前对比废旧锂离子电池的研究多集中在贵重金属的回收再利用方面，例如：目前的三元锂电池，还含有锰、镍等贵金属，同时，锂离子电池中还含有像铝、铜等有价金属。镍氢和镍镉电池都含有镍、镉、钴等元素。为回收废旧电池，提取有价值材料，需要先处理掉电池外壳，取出电芯，再进一步做回收。
专利CN201010269217.4、CN201410164190.0和CN201510545470.0，用的是锯片机械切割、噪音大，适用大尺寸方形电池的切割，对小尺寸圆柱型电池则不适用；
如专利CN201510714591.3是一种用于无损拆解金属壳圆柱形电池的切割机，实现了圆柱电池的环割，但二次电池(可充电电池)使用后电芯胀大，与外壳贴得很紧，取出电芯相当困难。
如专利CN201420711284.4完成了18650电池电极头和底端切割，因废旧电池的电芯胀大，电芯不能保证100%从壳体顶出。
如专利CN201620223796.1实现了方形电池的外壳激光一侧端部切割，其用于方形电池生产过程中不良品的返修，这时切割后电芯很容易取出。若用于废弃圆柱型电池外壳切割，由于电芯胀大紧贴外壳，电芯不易从壳体取出。
专利CN201520259903.用水刀切割法切割电池，穿透切割损坏电芯、电解液和部分电极材料进入水中要处理，成本高。
发明内容
本发明提出的是一种圆柱型电池外壳切割方法，其目的在于克服现有技术所存在的上述不足。
本发明的技术解决方案：圆柱型电池外壳切割方法，包括如下步骤：
（1）用激光器对圆柱电池外壳的两端环割和沿圆柱电池轴向外壳的直线切割工序；
（2）经过圆柱电池外壳的环割和直线切割后，电池外壳“绷”开，很容易取出圆柱电池的电芯。
本发明的有益效果为：
1）经过圆柱电池的环割和直线切割后，电池外壳“绷”开，很容易取出圆柱电池的电芯；
2）激光器对圆柱电池的两端环割和沿圆柱电池轴向的直线切割，连续进行，一气呵成，可以形成大规模自动化生产;
3）经过所述切割后电池整体温度变化不大、可用手直接抓住而不感觉发烫，可立即进行将电芯取出，实现自动或人工壳体与电芯的完全分离；
4）切割电池外壳后，外壳材料提前完全分离，显著降低湿法回收萃取剂的消耗，使得回收的效益最大化。
附图说明
附图1是圆柱电池切割位置示意图， 图中的虚线为切割线。
附图2是圆柱电池切割装置图。
附图中的1是电池滑槽，2是电池感应位置，3是电池升降气缸，4是电池夹持头固定端， 5是电池夹持气缸，6是电池夹持头活动端，7是旋转电机，8是激光头，9是传动皮带， 10是电池，11是滑动轨道。
具体实施方式
对照附图，圆柱型电池外壳切割方法，包括如下步骤：
（1）用激光器对圆柱电池的两端环割和沿圆柱电池轴向的直线切割工序；
（2）经过圆柱电池的环割和直线切割后，电池外壳“绷”开，很容易取出圆柱电池的电芯。
圆柱电池的两端环割和沿圆柱电池轴向的直线切割，连续进行，一气呵成，经过所述切割后电池整体温度变化不大、可用手直接抓住而不感觉发烫，可立即进行将电芯取出，实现壳体与电芯的完全分离。
激光沿圆柱电池轴向的直线切割，经一刀直线切割后，电池外壳因内部的胀力而“绷”开，这样电芯就可以轻易取出来了，沿轴线的直线切割至少切割一刀。
实施例1
18650锂电池（直径18mm，高度65mm）通过滑槽滑到电池感应位置，感应电池的传感器检测到有电池信号、升降气缸推动电池感应位置上升，将电池升到夹持位置，得到电池升到夹持位置的信号，夹持气缸动作，夹持住电池并给出夹持住的信号，得到信号的步进旋转电机驱动夹持装置带动电池旋转的同时激光头做切割动作，通过程序控制夹具的转动与激光切割同步进行，先进行两端部分环割，中间穿插直接切割，再进行其余部分的环割，直到切割完成。
实施例2
镍氢电池2100A（直径17mm，高度50mm）通过滑槽滑到电池感应位置，感应电池的传感器检测到有电池信号、升降气缸推动电池感应位置上升，将电池升到夹持位置，得到电池升到夹持位置的信号，夹持气缸动作，夹持住电池并给出夹持住的信号，得到信号的伺服旋转电机驱动夹持装置带动电池旋转的同时激光头做切割动作，通过程序控制夹具的转动与激光切割同步进行，先进行一端环割，再进行另一端环割，最后完成做直接切割。
实施例3
5号镍镉电池（直径14.5mm，高度50.5mm）通过滑槽滑到电池感应位置，感应电池的传感器检测到有电池信号、升降气缸推动电池感应位置上升，将电池升到夹持位置，得到电池升到夹持位置的信号，夹持气缸动作，夹持住电池并给出夹持住的信号，得到信号的步进旋转电机驱动夹持装置带动电池旋转的同时激光头做切割动作，通过程序控制夹具的转动与激光切割同步进行，先进行两端部分环割，中间穿插直接切割，再进行其余部分的环割，环割完成后再做一刀直线切割。

Claims (4)

1.圆柱型电池外壳切割方法，包括用激光器对圆柱电池外壳的两端环割和沿圆柱电池轴向的外壳直线切割工序，经过圆柱电池外壳的环割和直线切割后，电池外壳“绷”开，取出圆柱电池的电芯；切割电池外壳后，外壳材料提前完全分离。
2.根据权利要求1所述的圆柱型电池外壳切割方法，其特征在于：所述用激光器对圆柱电池外壳的两端环割，其切割位置分别位置电池负极的底端和紧贴滚槽下端两个位置，切割后取下电池的正负极两端。
3.根据权利要求1所述的圆柱型电池外壳切割方法，其特征在于：所述的激光沿圆柱电池轴向的外壳直线切割，经一刀直线切割后，电池外壳因内部的胀力而“绷”开。
4.根据权利要求1所述的圆柱型电池外壳切割方法，其特征在于：所述的激光器对圆柱电池外壳的两端环割和沿圆柱电池轴向的外壳直线切割，连续进行，一气呵成，实现壳体与电芯的完全分离。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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