CN109167120A - 一种动力电池取芯装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池取芯装置及方法，装置包括底架、外罩件、下料车和取芯机构，所述外罩件设置在底架的上方，所述下料车设置在底架的下方，所述取芯机构设置在外罩件中；所述取芯机构包括上抓手组件、下抓手组件、推移气缸、顶撑组件和下料口、推移板、长直板、推移导轨、拨片支架和拨片，所述推移气缸的活动端连接推移板，所述推移板和所述上抓手组件的竖板、所述下抓手组件的连接板B固定连接，以推动所述上抓手组件和所述下抓手组件整体沿着长直板上的推移导轨张开与闭合。本发明可以实现全自动化生产，大大提高了取芯的工作效率。

Description

一种动力电池取芯装置及方法

技术领域

本发明属于动力电池绿色回收的技术领域，具体涉及一种动力电池取芯装置及方法。

背景技术

随着新能源电动汽车的蓬勃发展，动力电池市场呈现高速增长态势，与此同时，动力电池报废量日益增多，报废动力电池的回收利用是动力电池产业发展的一个重要方面，同时对自然生态环境产生了深远影响。目前，国内动力电池回收行业还处于起步摸索阶段，回收环节的各步骤在技术上、应用上均不太成熟。

动力电池的壳体是可回收的金属材料，动力电池的芯体一方面含锂、钴、镍等有价金属材料待回收利用，另一方面电解液中含有有害物质需要防止其污染环境。因此，在动力电池的拆解回收过程中，其中一个关键问题是要将动力电池芯体与壳体分离，以进行下一步回收步骤。现阶段，大部分生产、回收动力电池的厂家对电池取芯的自动化切割程度低，主要依靠工人的手工作业。国内亦有部分厂家和科研机构进行了动力电池取芯方面的探索，但整体上效率较低、过程不稳定、难以系统集成。

因此，亟需开发出动力电池壳体自动取芯装备，实现动力电池环保节能、安全可靠、效率高的取芯作业。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种动力电池取芯装置及方法，提高取芯的工作效率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种动力电池取芯装置，包括底架、外罩件、下料车和取芯机构，所述外罩件设置在底架的上方，所述下料车设置在底架的下方，所述取芯机构设置在外罩件中；所述取芯机构包括上抓手组件、下抓手组件、推移气缸、顶撑组件和下料口、推移板、长直板、推移导轨、拨片支架和拨片，所述推移气缸的活动端连接推移板，所述推移板和所述上抓手组件的竖板、所述下抓手组件的连接板B固定连接，以推动所述上抓手组件和所述下抓手组件整体沿着长直板上的推移导轨张开与闭合；所述长直板的两端固定安装有拨片支架，所述拨片支架上固定安装拨片，所述拨片的底端的位置和高度正好可以通过所述上抓手组件和所述下抓手组件之间的间隙；所述顶撑组件位于所述取芯机构的背面，所述顶撑组件包括两个由顶撑气缸分别推动的顶杆，其中之一所述顶杆顶撑固定电池的半侧壳体时，另一所述顶杆与另半侧电池壳体分离，以利于对未被顶撑固定的电池壳体的抓取；所述下料口设置在长直板上。

作为优选的技术方案，所述上抓手组件有两个，分别抓取环切后电池的左右两上半部壳体；所述上抓手组件包括横向气缸、纵向气缸和上抓板；所述上抓板呈L型，顶部和上侧部均设有锯齿形上抓垫以利于抓取电池壳体；所述横向气缸带动通过连接板A带动所述上抓板沿导轨A横向移动，所述纵向气缸带动所述上抓板沿导轨B纵向移动。

作为优选的技术方案，所述下抓手组件有两个，分别抓取环切后电池的左右两下半部壳体；所述下抓手组件包括下抓板和连接板B；所述下抓板呈L型，底部和下侧部均设有锯齿形下抓垫以利于抓取电池壳体。

作为优选的技术方案，所述外罩件的三面设有钢化玻璃观察窗口，后侧一面设置进料口，用于机械手将待取芯的动力电池放入所述取芯机构。

作为优选的技术方案，所述外罩件的顶部设有一抽气口，所述抽气口用于连接风机，以抽走在取芯过程中产生的废气和微小粉尘。

作为优选的技术方案，所述下料车有3个，并排设置，两侧的下料车用于装卸电池壳体，中间下料车用于装卸电池电芯。

作为优选的技术方案，所述下料车下部设置滚轮，在落料满载时方便及时运输并重复使用。

作为优选的技术方案，所述下料口有3个，沿所述长直板并排分布，并与所述下料车一一对应。

作为优选的技术方案，所述拨片为L型拨片。

本发明还提供了一种动力电池取芯装置的控制方法，包括下述步骤：

S1：所述顶撑组件的所述顶撑气缸收缩；将两个所述下抓手组件的距离调整至与电池宽度相同；所述横向气缸和所述纵向气缸驱动所述上抓手组件向外及向上运动，以获得电池上料空间；

S2：机械手将环切后待取芯电池抓取至所述下抓手组件；所述横向气缸和所述纵向气缸驱动所述上抓手组件向内及向下运动，夹紧电池；

S3：所述顶撑组件的其中之一所述顶撑气缸推出，驱动其中之一所述顶杆顶撑固定电池；另一侧的所述上抓手组件与所述下抓手组件在所述推移气缸的推动下，整体同步沿推移导轨向外运动，抓取电池壳体与电芯分离；

S4：所述上抓手组件与所述下抓手组件的空隙通过所述拨片，所述拨片将电池壳体推落至所述下料口；

S5：重复上述S3和S4步骤，抓取另一侧电池壳体与电芯分离并使壳体落至下料口；

S6：所述顶撑气缸收缩，电池电芯自然下落至中间下料口。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明通过将上抓手组件和下抓手组件配合使用，可以实现全自动生成，实现废气、粉尘主动收集，环保回收。

2、本发明中顶撑组件包括两个由顶撑气缸分别推动的顶杆，其中之一所述顶杆顶撑固定电池的半侧壳体时，另一所述顶杆与另半侧电池壳体分离，以利于对未被顶撑固定的电池壳体的抓取，取芯效率高，适用于大规模批量生产。

3、本发明主要工艺部位采用全封闭式外罩，有效地隔绝设备内部噪声和粉尘，保护人员和设备的安全，降低了取芯的危险性。

附图说明

图1是本发明电池取芯装置的外观示意图；

图2是本发明取芯机构正面结构示意图；

图3是本发明取芯机构背面结构示意图；

图4是本发明上抓手组件的结构示意图；

图5是本发明下抓手组件的结构示意图。

附图标号说明：1-底架；2-外罩件；3-下料车；4-观察窗口；5-抽气口；6-上抓手组件；61-横向气缸；62-纵向气缸；63-上抓板；64-上抓垫；65-连接板A；66-导轨A；67-导轨B；68-竖板；7-下抓手组件；71-下抓板；72-连接板B；73-下抓垫；8-推移气缸；9-顶撑组件；10-下料口；11-推移板；12-长直板；13-推移导轨；14-拨片支架；15-拨片。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1、图2和图3所示，本发明一种动力电池取芯装置，包括底架1、外罩件2、下料车3和取芯机构，所述外罩件2设置在底架1的上方，所述下料车3设置在底架1的下方，所述取芯机构设置在外罩件2中；所述取芯机构包括上抓手组件6、下抓手组件7、推移气缸8、顶撑组件9和下料口10、推移板11、长直板12、推移导轨13、拨片支架14和拨片15，所述推移气缸8的活动端连接推移板11，所述推移板11和所述上抓手组件6的竖板68、所述下抓手组件7的连接板B 72固定连接，以推动所述上抓手组件6和所述下抓手组件7整体沿着长直板12上的推移导轨13张开与闭合；所述长直板的两端固定安装有拨片支架14，所述拨片支架14上固定安装拨片15，所述拨片15的底端的位置和高度正好可以通过所述上抓手组件6和所述下抓手组件7之间的间隙；所述顶撑组件9位于所述取芯机构的背面，所述顶撑组件包括两个由顶撑气缸分别推动的顶杆，其中之一所述顶杆顶撑固定电池的半侧壳体时，另一所述顶杆与另半侧电池壳体分离，以利于对未被顶撑固定的电池壳体的抓取；所述下料口10设置在长直板12上。

如图4所示，所述上抓手组件6有两个，分别抓取环切后电池的左右两上半部壳体；所述上抓手组件6包括横向气缸61、纵向气缸62和上抓板63；所述上抓板63呈L型，顶部和上侧部均设有锯齿形上抓垫64以利于抓取电池壳体；所述横向气缸61带动通过连接板A 65带动所述上抓板沿导轨A 66横向移动，所述纵向气缸62带动所述上抓板沿导轨B 67纵向移动。

如图5所示，所述下抓手组件7有两个，分别抓取环切后电池的左右两下半部壳体；所述下抓手组件7包括下抓板71和连接板B 72；所述下抓板71呈L型，底部和下侧部均设有锯齿形下抓垫73以利于抓取电池壳体。

为了方便观察，所述外罩件2的三面设有钢化玻璃观察窗口4，后侧一面设置进料口，用于机械手将待取芯的动力电池放入所述取芯机构。

为了能将取芯过程中产生的废气及时排出，所述外罩件的顶部设有一抽气口5，所述抽气口5用于连接风机，以抽走在取芯过程中产生的废气和微小粉尘。

在本实施例中，所述下料车3有3个，并排设置，两侧的下料车用于装卸电池壳体，中间下料车用于装卸电池电芯。所述下料口10有3个，沿所述长直板并排分布，并与所述下料车一一对应。

为了方便运输，所述下料车3下部设置滚轮，在落料满载时方便及时运输并重复使用。

在本实施例中，所述拨片15为L型拨片，L型拨片有利于对电池取芯的处理。

本实施例还提供了一种动力电池取芯装置的控制方法，包括下述步骤：

S1：所述顶撑组件的所述顶撑气缸收缩；将两个所述下抓手组件的距离调整至与电池宽度相同；所述横向气缸和所述纵向气缸驱动所述上抓手组件向外及向上运动，以获得电池上料空间；

S2：机械手将环切后待取芯电池抓取至所述下抓手组件；所述横向气缸和所述纵向气缸驱动所述上抓手组件向内及向下运动，夹紧电池；

S3：所述顶撑组件的其中之一所述顶撑气缸推出，驱动其中之一所述顶杆顶撑固定电池；另一侧的所述上抓手组件与所述下抓手组件在所述推移气缸的推动下，整体同步沿推移导轨向外运动，抓取电池壳体与电芯分离；

S4：所述上抓手组件与所述下抓手组件的空隙通过所述拨片，所述拨片将电池壳体推落至所述下料口；

S5：重复上述S3和S4步骤，抓取另一侧电池壳体与电芯分离并使壳体落至下料口；

S6：所述顶撑气缸收缩，电池电芯自然下落至中间下料口。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力电池取芯装置，其特征在于，包括底架(1)、外罩件(2)、下料车(3)和取芯机构，所述外罩件(2)设置在底架(1)的上方，所述下料车(3)设置在底架(1)的下方，所述取芯机构设置在外罩件(2)中；所述取芯机构包括上抓手组件(6)、下抓手组件(7)、推移气缸(8)、顶撑组件(9)和下料口(10)、推移板(11)、长直板(12)、推移导轨(13)、拨片支架(14)和拨片(15)，所述推移气缸(8)的活动端连接推移板(11)，所述推移板(11)和所述上抓手组件(6)的竖板(68)、所述下抓手组件(7)的连接板B(72)固定连接，以推动所述上抓手组件(6)和所述下抓手组件(7)整体沿着长直板(12)上的推移导轨(13)张开与闭合；所述长直板的两端固定安装有拨片支架(14)，所述拨片支架(14)上固定安装拨片(15)，所述拨片(15)的底端的位置和高度正好可以通过所述上抓手组件(6)和所述下抓手组件(7)之间的间隙；所述顶撑组件(9)位于所述取芯机构的背面，所述顶撑组件包括两个由顶撑气缸分别推动的顶杆，其中之一所述顶杆顶撑固定电池的半侧壳体时，另一所述顶杆与另半侧电池壳体分离，以利于对未被顶撑固定的电池壳体的抓取；所述下料口(10)设置在长直板(12)上。

2.根据权利要求1所述的动力电池取芯装置，其特征在于，所述上抓手组件(6)有两个，分别抓取环切后电池的左右两上半部壳体；所述上抓手组件(6)包括横向气缸(61)、纵向气缸(62)和上抓板(63)；所述上抓板(63)呈L型，顶部和上侧部均设有锯齿形上抓垫(64)以利于抓取电池壳体；所述横向气缸(61)带动通过连接板A(65)带动所述上抓板沿导轨A(66)横向移动，所述纵向气缸(62)带动所述上抓板沿导轨B(67)纵向移动。

3.根据权利要求1所述的动力电池取芯装置，其特征在于，所述下抓手组件(7)有两个，分别抓取环切后电池的左右两下半部壳体；所述下抓手组件(7)包括下抓板(71)和连接板B(72)；所述下抓板(71)呈L型，底部和下侧部均设有锯齿形下抓垫(73)以利于抓取电池壳体。

4.根据权利要求1所述的动力电池取芯装置，其特征在于，所述外罩件(2)的三面设有钢化玻璃观察窗口(4)，后侧一面设置进料口，用于机械手将待取芯的动力电池放入所述取芯机构。

5.根据权利要求1所述的动力电池取芯装置，其特征在于，所述外罩件的顶部设有一抽气口(5)，所述抽气口(5)用于连接风机，以抽走在取芯过程中产生的废气和微小粉尘。

6.根据权利要求1所述的动力电池取芯装置，其特征在于，所述下料车(3)有3个，并排设置，两侧的下料车用于装卸电池壳体，中间下料车用于装卸电池电芯。

7.根据权利要求1所述的动力电池取芯装置，其特征在于，所述下料车(3)下部设置滚轮，在落料满载时方便及时运输并重复使用。

8.根据权利要求1所述的动力电池取芯装置，其特征在于，所述下料口(10)有3个，沿所述长直板并排分布，并与所述下料车一一对应。

9.根据权利要求1所述的动力电池取芯装置，其特征在于，所述拨片(15)为L型拨片。

10.根据权利要1-8中任一项所述动力电池取芯装置的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1：所述顶撑组件的所述顶撑气缸收缩；将两个所述下抓手组件的距离调整至与电池宽度相同；所述横向气缸和所述纵向气缸驱动所述上抓手组件向外及向上运动，以获得电池上料空间；

S2：机械手将环切后待取芯电池抓取至所述下抓手组件；所述横向气缸和所述纵向气缸驱动所述上抓手组件向内及向下运动，夹紧电池；

S3：所述顶撑组件的其中之一所述顶撑气缸推出，驱动其中之一所述顶杆顶撑固定电池；另一侧的所述上抓手组件与所述下抓手组件在所述推移气缸的推动下，整体同步沿推移导轨向外运动，抓取电池壳体与电芯分离；

S4：所述上抓手组件与所述下抓手组件的空隙通过所述拨片，所述拨片将电池壳体推落至所述下料口；

S5：重复上述S3和S4步骤，抓取另一侧电池壳体与电芯分离并使壳体落至下料口；

S6：所述顶撑气缸收缩，电池电芯自然下落至中间下料口。