CN108832220A - 一种密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废旧手机锂离子电池回收处理技术领域，特别涉及一种密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，包括拆解台和防护罩，所述拆解台从左至右依次设有电池上料装置、定位切割装置、电芯夹取装置和电解液处理装置；所述防护罩左侧设有预留口，右上方设置有废气处理装置；上料装置可连续上料；定位切割装置在不损坏电极的情况下切割铝壳的侧边、底边和电极头侧；电芯夹取装置自动夹取电芯并放置在电芯储槽内，实现铝壳和电芯的分离；电解液处理装置采用稀碱液吸收电芯中的电解液，然后离心分离电芯，稀碱液循环使用；废气处理装置将废气抽离防护罩，经碱液吸收和循环水喷淋后排入大气。本发明操作安全方便，拆解效率高，对环境无害。
Description
技术领域
本发明涉及废旧手机锂离子电池回收处理领域，具体地说，涉及一种密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备。
背景技术
锂离子电池具有工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，被广泛用于移动通讯、笔记本电脑、便携式工具、电动自行车等领域。目前全球锂二次电池市场主要集中用于移动通信和笔记本电脑，我国移动用户已超过2亿户，居全球首位。
手机锂离子电池经过几百或上千次循环充放电后，其中的活性材料会由于结构改变而失活报废，锂离子电池的寿命一般为3～5年。废旧锂离子电池中电解液的释放会污染环境和危害生态系统；电极材料含较多锂、钴等有价金属，大量锂离子电池废弃会造成资源极大浪费；而且锂离子电池的原料矿产资源正日益减少，尤其是我国钴、锂资源相对匮乏，制约了锂离子电池产业的良性发展。为此，进行废旧锂离子电池中有价金属回收研究，不仅可解决潜在的环境问题，也可实现锂、钴等资源再生，降低锂离子电池生产成本，缓解资源紧张的现状。
从废旧锂电池中回收有价金属之前须进行锂电池拆解，目前锂电池的拆解设备专利多集中在动力电池的拆解方面，而关于废旧手机锂电池拆解设备的专利较少。目前废旧手机锂电池拆解多集中在手工拆解方面，而手工拆解时，操作者可能接触到电池废液，危害健康，而且拆解速度较慢。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供一种操作安全方便，拆解效率高且对环境和人体无害的密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，包括拆解台和防护罩，所述拆解台从左至右依次设有电池上料装置、定位切割装置、电芯夹取装置和电解液处理装置；所述防护罩左侧设有预留口，右上方设置有废气处理装置；所述电池上料装置包括设置于拆解台上的上料输送带及其下部的驱动电机B和上部固定设置的若干上料槽；所述定位切割装置包括设置于上料输送带右侧的定位槽，所述定位槽的上方和左右两侧分别设有顶压板和侧压板，所述定位槽右下方设置有铝壳储槽，所述定位槽下方分别设置有电极头侧切刀、底边切刀和侧边双切刀；所述电芯夹取装置包括设置于定位槽右侧拆解台上的机械手；所述电解液处理装置包括位于机械手的右下方的电芯储槽、控制阀Ⅳ和卧式离心机，所述卧式离心机底部设有碱液流出管道，所述碱液流出管道上依次设有自吸泵B和控制阀Ⅴ；所述废气处理装置包括穿过防护罩的抽风罩，所述抽风罩右侧依次设置有抽气风机、碱液池、喷淋装置。
作为优选方案，所述防护罩与抽风罩之间留有3~7mm的间隙，所述防护罩为透明罩。
作为优选方案，所述抽风罩与抽气风机通过管道Ⅰ连接，所述管道Ⅰ进入碱液池液面以下，所述喷淋装置通过管道Ⅱ与碱液池相连，所述管道Ⅱ进入碱液池液面以上，所述喷淋装置下方通过管道Ⅲ依次连接有控制阀Ⅲ、控制阀Ⅱ和自吸泵A，所述自吸泵A和控制阀Ⅰ之间的管道Ⅲ通过回流管道Ⅰ与喷淋装置上部相连；所述喷淋装置顶部开设有废气出口，所述喷淋装置上部连接2圈内部环形喷淋管和1根中部喷淋管，各所述喷淋管上均连接有若干喷淋头，所述控制阀Ⅱ外接补充循环水。
作为优选方案，所述电芯储槽焊接于拆解台下部。
作为优选方案，所述电芯储槽内储存有稀碱液，所述稀碱液为0.01~2.0mol/L的NaOH、KOH或Ca(OH)2中的一种或几种。
作为优选方案，所述自吸泵B和控制阀Ⅴ之间的碱液流出管道通过回流管道Ⅱ与电芯储槽相连。
作为优选方案，所述铝壳储槽通过卡扣悬挂在拆解台下部。
作为优选方案，所述电极头侧切刀、底边切刀通过连杆与驱动电机A相连；所述侧边双切刀通过连杆与驱动电机C相连，所述侧边双切刀之间的距离可在4~10cm范围内调节；各所述切刀通过紧固螺栓固定在连杆上。
作为优选方案，各所述上料槽之间的距离为4~6 cm。
作为优选方案，所述顶压板和侧压板通过液压装置进行驱动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明整套设备密封在透明的防护罩内，可以最大限度的降低粉尘和有毒气体对环境和人体的危害；废旧电池首先经过放电处理，剥离商标纸和保护板，然后放置在有上料槽的输送带上输送至定位切割装置对两侧边、电极头和底边铝壳进行切割；在定位切割装置之后设置电芯夹取装置，该系统能够自动夹取电芯放入电芯储槽，电芯储槽内放有稀碱液可吸收电解液，同时铝壳可进入铝壳储槽，回收利用；电池切割过程产生的HF等废气在抽气风机的作用下，分别经过碱液吸收和循环水喷淋，排入大气。本发明实现了连续的切割拆解，提高了工作效率；而且对废气和电解液均进行了无害化处理，保护了环境；同时，全程都是机械作业，无需人工接触，保证了操作者的人身安全，降低了拆解的成本。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明驱动电机与切刀连接方式的示意图。
图中：1拆解台，2上料输送带，3铝壳电池，4预留口，5防护罩，6顶压板，7抽风罩，8抽气风机，9管道Ⅰ，10碱液池，11管道Ⅱ，12喷淋装置，13喷淋头，14内部环形喷淋管，15废气出口，16中部喷淋管，17回流管道Ⅰ，18自吸泵A，19控制阀Ⅰ，20管道Ⅲ，21控制阀Ⅱ，22控制阀Ⅲ，23机械手，24回流管道Ⅱ，25电芯储槽，26控制阀Ⅳ，27卧式离心机，28碱液流出管道，29控制阀Ⅴ，30自吸泵B，31驱动电机A，32铝壳储槽，33卡扣，34电极头侧切刀，35底边切刀，36驱动电机B，37侧边双切刀，38上料槽，39定位槽，40侧压板，41切割孔，42驱动电机C，43连杆。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
在本发明的描述中，术语“从左至右”、“右上方”、“左侧”、“下部”、“上部”、“右侧”等指示方位或位置关系为基于附图1、附图2和附图3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结构必须具有的特定方位、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。
如图1至3所示，一种密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，包括拆解台1和透明的防护罩5，所述拆解台1从左至右依次设有电池上料装置、定位切割装置、电芯夹取装置和电解液处理装置；所述防护罩5左侧设有预留口4，右上方设置有废气处理装置；所述电池上料装置包括设置于拆解台1上的上料输送带2及其下部的驱动电机B36和上部固定设置的若干上料槽38，相邻两上料槽38之间的距离为5cm；所述定位切割装置包括设置于上料输送带2右侧的定位槽39，所述定位槽39的上方和左右两侧分别设有顶压板6和侧压板40，所述定位槽39右下方设置有铝壳储槽32，铝壳储槽32通过卡扣33悬挂在拆解台1下部，铝壳满了之后可将铝壳储槽32手工取下，倒掉之后通过卡扣33安装到拆解台1下部；所述定位槽39下方分别设置有电极头侧切刀34、底边切刀35和侧边双切刀37，所述电极头侧切刀34、底边切刀35通过连杆43与驱动电机A31相连；所述侧边双切刀37通过连杆43与驱动电机C 42相连，所述侧边双切刀37之间的距离可在4~10cm范围内调节，各切刀均为购买自马鞍山市鸿程机械设备有限公司的普通圆形切刀，各切刀通过紧固螺栓固定在连杆43上；所述电芯夹取装置包括设置于定位槽39右侧拆解台1上的机械手23，机械手23生产厂家为天津市奥特威德焊接技术有限公司，型号为FD-H5，可在配套FD11机器人控制柜的控制下自由移动；所述电解液处理装置包括位于机械手23右下方的电芯储槽25、控制阀Ⅳ26和卧式离心机27，电芯储槽25焊接于拆解台1下部，电芯储槽25内储存有浓度为0.01~2.0mol/L的稀碱液；卧式离心机27生产厂家为张家港鹏惠离心机有限公司，型号为HR卧式双级活塞推料离心机；所述卧式离心机27底部设有碱液流出管道28，所述碱液流出管道28上依次设有自吸泵B 30和控制阀Ⅴ29，所述自吸泵B 30和控制阀Ⅴ29之间的碱液流出管道28通过回流管道Ⅱ24与电芯储槽25相连；所述废气处理装置包括穿过防护罩5的抽风罩7，防护罩5与抽风罩7之间留有5mm的间隙，防止防护罩5内形成负压；所述抽风罩7右侧依次设置有抽气风机8、碱液池10、喷淋装置12；所述抽风罩7与抽气风机8通过管道Ⅰ9连接，所述管道Ⅰ9进入碱液池10液面以下，所述喷淋装置12通过管道Ⅱ11与碱液池10相连，所述管道Ⅱ11进入碱液池10液面以上，所述喷淋装置12下方通过管道Ⅲ20依次连接有自吸泵A18和控制阀Ⅰ19，所述自吸泵A18和控制阀Ⅰ19之间的管道Ⅲ20通过回流管道Ⅰ17与喷淋装置12上部相连，所述喷淋装置12顶部开设有废气出口15，所述喷淋装置12下方通过管道Ⅲ20依次连接有控制阀Ⅲ22、循环水补充控制阀Ⅱ21和自吸泵A18，所述自吸泵A18和控制阀Ⅰ19之间的管道Ⅲ20通过回流管道Ⅰ17与喷淋装置12上部相连；所述回流管道Ⅰ17进入喷淋装置12上部后分出5根支管，分别连接2圈内部环形喷淋管14和1根中部喷淋管16，各喷淋管上均安装有若干喷淋头13；所述控制阀Ⅱ21外接补充循环水，经循环水喷淋之后的废气通过废气出口15外排。
所述喷淋装置12及内部各管道、部件均采用的PP材质；稀碱液是NaOH、KOH或Ca(OH)2中的一种或几种。
本发明的工作过程如下：铝壳电池3首先经手工剥离商标纸和保护板，然后通过防护罩5上的预留口4放置到上料输送带2对应的上料槽38中，经上料输送带2的传送进入定位槽39；铝壳电池3进入定位槽39后，顶压板6和侧压板40在液压驱动下分别运动夹紧铝壳电池3；在驱动电机A 31的作用下电极头侧切刀34和底边切刀35透过切割孔41分别对铝壳电池3的电极头侧和底边铝壳进行切割，在驱动电机C 42的作用下侧边双切刀37透过切割孔41分别对铝壳电池3的两侧边进行切割；切割完成后，机械手23准确夹取电芯，并将其放入电芯储槽25中，而铝壳则在机械手23的作用下被送进铝壳储槽32回收；电芯储槽25中储存的0.5moL/L NaOH稀碱液能够吸收电芯中夹带的电解液，每隔一定时间开启控制阀Ⅳ26，使得电芯和稀碱液进入卧式离心机27，经离心作用去除电解液后的电芯可从卧式离心机27口取出，稀碱液从碱液流出管道28流出，在自吸泵B 30的作用下经回流管道Ⅱ24重新进入电芯储槽25循环使用，也可经过控制阀Ⅴ29外排处理；铝壳电池3切割过程中产生的HF等废气，在抽气风机8的作用下，经由抽风罩7进入废气处理系统，先经过碱液池10吸收一部分气体，然后进入喷淋装置12下部，通过内部环形喷淋管14和中部喷淋管16进行喷淋，与废气逆流接触，最大限度的吸收废气中的HF等有毒气体；吸收有毒气体之后的循环水从喷淋装置12底部的管道Ⅲ20经控制阀Ⅲ22流出，或者通过自吸泵A 18的作用下经回流管道Ⅰ17进入喷淋装置12循环使用，或者通过控制阀Ⅰ19外排处理；通过控制阀Ⅱ21可以进行循环水的补充，以保证循环水的稳定供应。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述具体实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述具体实施方式，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，包括拆解台（1）和防护罩（5），其特征在于：所述拆解台（1）从左至右依次设有电池上料装置、定位切割装置、电芯夹取装置和电解液处理装置；所述防护罩（5）左侧设有预留口（4），右上方设置有废气处理装置；所述电池上料装置包括设置于拆解台（1）上的上料输送带（2）及其下部的驱动电机B（36）和上部固定设置的若干上料槽（38）；所述定位切割装置包括设置于上料输送带（2）右侧的定位槽（39），所述定位槽（39）的上方和左右两侧分别设有顶压板（6）和侧压板（40），所述定位槽（39）右下方设置有铝壳储槽（32），所述定位槽（39）下方分别设置有电极头侧切刀（34）、底边切刀（35）和侧边双切刀（37）；所述电芯夹取装置包括设置于定位槽（39）右侧拆解台（1）上的机械手（23）；所述电解液处理装置包括位于机械手（23）的右下方的电芯储槽（25）、控制阀Ⅳ（26）和卧式离心机（27），所述卧式离心机（27）底部设有碱液流出管道（28），所述碱液流出管道（28）上依次设有自吸泵B （30）和控制阀Ⅴ（29）；所述废气处理装置包括穿过防护罩（5）的抽风罩（7），所述抽风罩（7）右侧依次设置有抽气风机（8）、碱液池（10）、喷淋装置（12）。
2.根据权利要求1所述的密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，其特征在于：所述防护罩（5）与抽风罩（7）之间留有3~7mm的间隙，所述防护罩（5）为透明罩。
3.根据权利要求1所述的密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，其特征在于：所述抽风罩（7）与抽气风机（8）通过管道Ⅰ（9）连接，所述管道Ⅰ（9）进入碱液池（10）液面以下，所述喷淋装置（12）通过管道Ⅱ（11）与碱液池（10）相连，所述管道Ⅱ（11）进入碱液池（10）液面以上；所述喷淋装置（12）顶部开设有废气出口（15），所述喷淋装置（12）下方通过管道Ⅲ（20）依次连接有控制阀Ⅲ（22）、循环水补充控制阀Ⅱ（21）和自吸泵A（18），所述自吸泵A（18）和控制阀Ⅰ（19）之间的管道Ⅲ（20）通过回流管道Ⅰ（17）与喷淋装置（12）上部相连；所述回流管道Ⅰ（17）进入喷淋装置（12）上部后分出5根支管，分别连接2圈内部环形喷淋管（14）和1根中部喷淋管（16），各所述喷淋管上均连接有若干喷淋头（13），所述控制阀Ⅱ（21）外接补充循环水。
4.根据权利要求1所述的密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，其特征在于：所述电芯储槽（25）焊接于拆解台（1）下部。
5.根据权利要求1所述的密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，其特征在于：所述电芯储槽（25）内储存有稀碱液，所述稀碱液为0.01~2.0mol/L的NaOH、KOH或Ca(OH)2中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，其特征在于：所述自吸泵B （30）和控制阀Ⅴ（29）之间的碱液流出管道（28）通过回流管道Ⅱ（24）与电芯储槽（25）相连。
7.根据权利要求1所述的密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，其特征在于：所述铝壳储槽（32）通过卡扣（33）悬挂在拆解台（1）下部。
8.根据权利要求1所述的密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，其特征在于：所述电极头侧切刀（34）、底边切刀（35）通过连杆（43）与驱动电机A（31）相连；所述侧边双切刀（37）通过连杆（43）与驱动电机C（42）相连，所述侧边双切刀（37）之间的距离可在4~10cm范围内调节；各所述切刀通过紧固螺栓固定在连杆（43）上。
9.根据权利要求1所述的密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，其特征在于：各所述上料槽（38）之间的距离为4~6 cm。
10.根据权利要求1所述的密闭式废旧手机铝壳电池拆解设备，其特征在于：所述顶压板（6）和侧压板（40）通过液压装置进行驱动。
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