CN109904547B - 一种废旧圆柱锂电池预处理装置及预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废旧圆柱锂电池预处理装置及预处理方法，属于废旧锂电池回收利用技术领域。本发明废旧圆柱锂电池预处理装置包括：自动分选装置、传送机构、电量监测执行器、无损检测系统、柔性夹爪机构、自动切割机构、自动分离机构、回收集尘系统和控制系统。其中自动分选装置、传送机构、柔性夹爪机构、自动切割机构、自动分离机构和回收集尘系统依次相连，电量监测执行器、无损检测系统均设置于传送机构上方，控制系统实现对上述各部件的信息接收及指令发送。本发明废旧圆柱锂电池预处理装置结构简单，自动化程度高、操作便捷、拆解效率高，具有绿色化、智能化、柔性化的特点。

Description

一种废旧圆柱锂电池预处理装置及预处理方法

技术领域

本发明涉及废旧锂电池回收利用领域，更具体地，涉及一种废旧圆柱锂电池的预处理装置和处理方法。

背景技术

在能源电池行业，锂离子二次电池技术不断发展，锂离子电池广泛应用于我们的生产生活。其中圆柱锂电池具有能量密度高、安全性好、一致性好等优点，笔记本电脑、数码相机、照明灯具、玩具产品、电动工具、新能源汽车等产品大量使用圆柱锂电池。

随着经济社会的发展，电子产品更新速率越来越快。以新能源汽车为例，从2009年开始推广至今，在国家的大力支持下，近几年新能源汽车爆发式增长，据中国汽车工业协会数据统计，2016年中国新能源汽车销量达50.7万。动力电池的使用年限一般是5～8年，从2018年开始，我国动力电池将进入大规模的报废期。具有代表性的美国特斯拉电动汽车、比亚迪电动车、江淮汽车、云渡等使用圆柱锂电池作为汽车供电系统的基本单元。新能源汽车销量大幅增长，产生大量废旧锂电池。

目前，我国关于废旧锂电池的回收仍然处于起步阶段，体系很不完善。圆柱锂电池中的六氟磷酸锂、有机溶剂、钴镍等重金属物质，若在回收利用或填埋、焚烧等处置过程中进入环境，会对环境造成严重污染，威胁人类身体健康。废旧圆柱锂电池主要依靠人工进行预处理，破碎后使用火法或湿法等措施回收正极流体上的Li、Co、Ni和Mn等有价金属元素。圆柱锂电池主要由正极、负极、电芯、外壳等部分组成，电芯位于电池外壳内部，若想回收其中的有价金属，必须进行拆解预处理。废旧圆柱锂电池人工拆解过程中存在电解液腐蚀人手或吸入有害气体、拆解过程中可能发生爆炸、效率低等问题，因此需要智能拆解预处理设备，减少拆解对环境的二次伤害，尽可能消除各种安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明目的是提供一种废旧圆柱锂电池预处理装置，集自动分选、电池输送、余电释放、无损检测、精准切割、自动分离和回收集尘于一体，实现高效自动拆解。

为了实现上述目的，一方面，本发明采用如下技术方案：

一种废旧圆柱锂电池拆解预处理装置，包括自动分选装置、传送机构、电量监测执行器、无损检测系统、柔性夹爪机构、多工位操作台、自动切割机构、自动分离机构、回收集尘系统和控制系统。所述自动分选装置将人工摆放的电池批量抓取，并按顺序放置于所述传送机构上；所述传送机构实现电池有序统一上料；所述电量监测执行器能够实现回收电池的放电；所述无损检测系统用于检测圆柱锂电池的外形变化，判断出电池正负极的方向，检测电池尺寸参数并存储；所述柔性夹爪机构将电池从传送带放置于所述多工位操作台，电池切割、电池外壳与电芯的分离均在多工位操作台上进行；自动切割机构实现电池正负极的精准切割；自动分离机构实现电池外壳与电芯的分离；回收集尘系统完成正负极头及废料残渣回收、外壳储藏、电芯回收、污染性气体绿色处理。按照电池拆解预处理工序，所述自动分选装置、传送机构、柔性夹爪机构、多工位操作台、自动切割机构、自动分离机构、回收集尘系统依次相连，电量监测执行器和无损检测系统架设于传送机构上方，传送带位于传送机构的末端，异形电池回收箱与传送带相接，废料回收箱、电芯回收箱、外壳回收箱分别与自动分离机构相接，废气处理装置与自动分离机构上方的排放口相连，控制系统与上述除回收箱以外的所有部件相接。

所述自动分选装置实现圆柱锂电池的统一有序分选、上料，其包括分选支架、分选线性模组、分选线性滑台机构、分选机械手，所述分选支架固定于平台上，所述分选支架顶部设有所述分选线性模组，所述分选线性滑台机构与所述分选线性模组垂直相连，并且所述分选机械手在所述分选线性滑台机构的下方。所述分选机械手的主体为具有若干个圆弧状沟槽的吸盘，沟槽的垂直方向设置若干个孔道，并且所述吸盘的外围安装护板。当所述分选机械手采用真空吸附技术实现电池的抓取时，采用真空吸附机械手的方式。采用上述结构，将人工摆放于料箱内的电池批量有序抓取，能够控制电池的方向，使电池处于水平状态，且电池长轴方向与输送机前进方向垂直，为下一步电池输送提供便利，待真空吸附机械手运动到所需位置时，真空吸附机械手将圆柱锂电池逐个放置于电池输送机上。所述自动分选装置效率高，运动控制精确、能够实现圆柱锂电池的自动间歇分选、放料，用于生产上精确控制时间间隔，且避免电池处于传送带上无序状态下的短路等安全隐患。

所述传送机构实现电池供料自动化，且有序统一。其包括坡型落料带、挡板、L型传送带，其中坡型落料带与水平面呈一定角度固定于三角钢架体上，坡型落料带及L型传送带均具有一定倾角，并且坡型落料带与L型传送带倾斜相连，L型传送带的倾角小于坡型落料带倾角，并且挡板位于L型传送带两侧。采用上述结构，利用重力原理能够将自动分选装置释放的电池传送到下一工序，坡型落料带作为真空机械手释放物料的缓冲地带，既能够承接物料，又能在重力作用下将电池输送至传送带；L型传送带有利于将从坡型落料带滚下的电池固定，同时实现间歇进给。所述电池输送机结构简单，成本较低，能够精确控制进给间隔。

所述电量监测执行器完成电压检测、释放电池余电的功能。其包括电量监测执行器支撑架、电量监测执行器导向气缸、电量监测执行器平行气爪、放电手指。所述电量监测执行器导向气缸包括控制放电手指竖直方向运动的气缸和控制放电手指开闭的气缸。所述支撑架设置于平台上，其上固定电量监测执行器导向气缸，导向气缸的底部连接平行气爪，放电手指设置于平行气爪下方，放电手指外连电池检测设备。由于实际回收的废旧圆柱锂电池可能仍有余电，需进行电池电压检测及余电释放。采用上述结构，控制放电手指竖直方向运动的气缸实现放电手指的竖直进给，控制放电手指开闭的气缸带动放电手指对电池夹持，进而完成电压测量或放电操作。所述电量监测执行器结构稳定可靠，技术性能达标。

所述无损检测系统主要进行电池正负极精确识别、尺寸参数检测、外形变化识别。无损检测系统完成正负极精确识别和电池尺寸参数检测主要是为后续切割机构进给量提供便利。圆柱锂电池为圆柱状，使用不当可能造成外壳或电极头变形，影响后续切割和分离，因此若发现严重变形电池，由传送带将其输送至装置外，进入变形电池回收箱，采用破碎分选的方法另行处理。

所述柔性夹爪机构将电池从传送带运送至多工位操作台的第一工位、调整电池正负极朝向，其包括柔性夹爪机构线性模组、夹爪导向气缸、夹爪旋转开闭气缸、夹爪手指。所述线性模组安装于支撑板上，导向气缸、旋转盘及夹爪手指依次设置于线性模组下方，所述夹爪手指为一对具有圆弧状沟槽的机构。采用上述结构，所述柔性夹爪机构将电池从传送带夹住，移动至所需位置后，打开夹爪，将电池放置于四工位操作平的V型槽内。该结构简单易控制，一对半圆形夹爪适合于圆形工件的拾取。

所述自动切割机构具有3个自由度，实现切割机构3个方向的进给，调整切割量进行电池切割，其包括，XYZ线性模组、切割电机、切割刀、旋转固定装置。采用上述结构，旋转固定装置处于第二工位上的电池固定并旋转，切割机构带动切割刀切割正极、负极。旋转切割提高效率，且减小锯片对电池外壳的剪切应力，是较理想的切割方式；高速切割还能尽量降低切割区域热效应，避免对电芯结构产生影响。

所述自动分离机构，将切割后的电池外壳撑破，此时电池圆柱开口变大，用电芯推出装置将电芯顶出回收，并完成外壳回收。所述自动分离装置包括多工位操作台、旋转装置、破壳机构、固定装置、电芯推出装置、外壳推出装置。所述多工位操作台设置于平台上，其上具有V型槽，二、三、四工位下方设置落料口。所述破壳机构设置于第二工位电池正极端附近，并且设有线性模组及旋转破壳执行器，所述旋转破壳执行器的前端设置一对圆柱状带破壳刀片的破壳手指。所述旋转装置设置于第二工位上方，其下方设有一对旋转轮。所述固定装置设置于第三工位上方，并且所述电芯推出装置、所述外壳推出装置分别设置于第三、四工位电池负极端。所述电芯推出装置设有强力导向气缸及电芯推杆，所述电芯推杆为圆柱状，具有小于圆柱锂电池的内径，且该推杆为耐氢氟酸腐蚀材质。采用上述结构，切割完成后，旋转装置固定好电池，破壳机械手进行破壳并将电池开口拉大，便于将电芯从电池外壳推出，同时电芯推出装置应避免电解液腐蚀。电芯回收后，电池外壳进入下一工位由外壳推出装置推出回收。

多工位操作台设有旋转电机、多工位旋转台、V型槽。可在平面内进行0°、90°、180°、270°的转动，从传送带运送的电池放置于第一工位，柔性夹爪机构调整电池方向，多工位操作台旋转90°，进入第二工位进行切割，再旋转90°可到第三工位进行电池外壳与电芯的分离，再旋转90°，在此工位回收电池外壳，之后回到第一工位进行重复操作。V型槽用于圆柱电池的固定。多工位操作台提高生产线效率，且工序可靠稳定。

回收集尘系统能够实现变形电池回收、切割废料回收、电芯回收、外壳回收、废气抽取处理等功能，其包括，异形电池回收箱、废料回收箱、电芯回收箱、外壳回收箱、废气处理装置。采用上述系统，自动将不同废料各自回收，避免人工分选。废气经绿色化处理后排入大气。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种废旧圆柱锂电池预处理方法，其包括以下步骤：

自动分选装置进行批量分选，将分选后的电池有序放置于电池传送带上，同时电量监测执行器完成放电，无损检测系统获得电池正负极方向、外形参数、变形量；

柔性夹爪机构把电池运输到第一工位，调整电池方向；

当电池进入第二工位时，旋转装置固定并带动电池旋转，自动切割机构根据电池外形信息完成正负极切割后使电池停止旋转，破壳机构将电池正极端破开，旋转装置松开电池；

当电池进入第三工位时，固定装置夹紧电池，电芯推出装置将电芯推进回收箱，然后松开电池；

当电池进入第四工位时，外壳被推出回收；

废气处理装置抽取废气，并且将所述废气绿色化处理后排入大气。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、预处理装置整体具备从分选上料到回收的全部功能，自动化程度较高，结构简单，便于操作，而且柔性设计，可用于多种废旧圆柱锂电池回收。适于批量化生产，避免了人工预处理，提高了拆解效率，有效避免人工拆解的安全隐患。

2、本发明的自动分选装置及传送机构，能够实现电池批量精准上料，有序统一运送，稳定可靠，可避免电池处于无序状态下短路。

3、本发明的旋转装置驱动电池旋转切割，提高效率，且减小锯片对电池外壳的剪切应力。

4、本发明的电量监测执行器，外连电池检测设备，可实现废旧圆柱锂电池的余电释放，避免拆解过程中出现爆炸，安全可靠。

5、本发明采用无损检测系统，可完成电池正负极精确识别、外形参数检测、变形检测，既方便电池切割定位，又可避免严重变形电池影响后续工序。

6、本发明的柔性夹爪机构，可完成电池从传送机构到多工位操作台的精准运输，且夹爪可抓取不同规格的圆柱锂电池，柔性化设计。

7、多工位操作台，提高设备协调性，简化结构，提高处理效率。

8、破壳机构撑破电池外壳，将电池开口拉大，便于将电芯从电池外壳推出。

9、电芯推出装置结构简单，成本较低，极易实现电芯分离功能。

10、本发明切割装置处密封设计，底部具备废料收集箱，顶部设有排风口，外连废气处理装置，可大大减小废气废渣对环境的影响。

附图说明

图1是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池预处理装置的示意图。

图2是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池自动分选装置的示意图。

图3是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂传送机构的示意图。

图4是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池电量监测执行器的示意图。

图5是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池无损检测系统的示意图。

图6是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池柔性夹爪机构的示意图。

图7是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池自动切割机构的示意图。

图8是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池自动分离机构的示意图。

图9是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池旋转装置的示意图。

图10是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池破壳机构的示意图。

图11是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池固定装置的示意图。

图12是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池电芯推出装置的示意图。

图13是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池电芯回收箱装置的示意图。

图14是本发明优选实施例提供的废旧圆柱锂电池废料回收箱装置的示意图。

图15是一种圆柱锂电池的结构示意图。

图中：

1自动分选装置 2传送机构 3电量监测执行器 4传送带 5自动分离机构 6自动切割机构 7异形电池回收箱 8电池外壳回收箱 9电芯回收箱 10废气处理装置 11控制系统12分选支架 13分选线性模组 17挡板 14分选线性滑台机构 15分选机械手 16坡型落料带18 L型传送带 19电量监测执行器支撑架 20电量监测执行器导向气缸 22放电手指 21电量监测执行器平行气爪 23无损检测系统线性滑台组件 24检测执行器 25柔性夹爪机构线性模组 26柔性夹爪导向气缸 27柔性夹爪旋转开闭气缸 28夹爪手指 29 XYZ线性模组 30切割电机 31切割刀 32多工位操作台 33破壳机构 34旋转装置 35固定装置 36电芯推出装置 37外壳推出装置 38旋转装置导向气缸 39旋转装置旋转机构 40破壳线性模组 45电芯推杆 41旋转破壳执行器 42固定装置导向气缸 43 V型槽固定块 44强力导向气缸

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。

在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本发明优选实施例的一种废旧圆柱锂电池预处理装置，其包括：自动分选装置1、传送机构2、电量监测执行器3、传送带4、无损检测系统、柔性夹爪机构、自动切割机构6、自动分离机构5、4个回收箱、废气处理装置10。其中，自动分选装置1、传送机构2、电量监测执行器3、无损检测系统、柔性夹爪机构、自动切割机构6、自动分离机构5、废气处理装置10依次相接，异形电池回收箱7与传送带4相接，废料回收箱、电芯回收箱9、电池外壳回收箱8分别与自动分离机构5相接。控制系统11与上述除回收箱外的所有机构相连，实现自动控制。

如图2示出了圆柱锂电池预处理装置的自动分选装置1。自动分选装置1设有分选支架12、分选线性模组13、分选线性滑台机构14和分选机械手15，用于实现圆柱锂电池的自动分选。人工将圆柱锂电池箱摆放于电池拆解装置的工作台上，自动分选装置1的线性模组和线性滑台机构带动分选机械手15运动至所需位置，分选机械手15批量抓取圆柱锂电池，然后将电池运送到坡型落料带16的上方，依据生产间隔，由分选机械手15依次释放手中的电池，落入坡型落料带16，进行电池传送，自动分选装置1进行下一重复动作。其中，分选机械手15采用真空吸附技术实现电池的抓取，当需要分选时依据生产所需，可修改分选机械手15的吸附孔数量。真空吸附机械手外接真空管路及控制系统11。分选机械手15的线性模组及线性滑台机构，与控制系统11相接，能够精确实现分选机械手15两个自由度的运动。

请参阅图3，圆柱锂电池传送机构2包括：坡型落料带16、挡板17、L型传送18。传送机构2设置于操作台上，与前一工序的自动分选结构相接。其中坡型落料带16与水平面呈一定角度，L型传送带18与水平面同方向呈一定角度，但小于坡型落料带16的倾角，坡型传送带通过三角钢架体坐落于操作台上，坡型落料带16的材质为橡胶；挡板17固定于L型传送带18的两侧，用于防止电池掉出传送带，挡板17材质为透明有机玻璃；L型传送带18的L型槽可用于电池固定，L型传送带18的材质为橡胶。其中，圆柱锂电池从上一工序的分选机械手15落下，在重力作用下，进入坡型落料带16，滚落至L型传送带18，进入L型槽，传送至下一工序。

如图4所示为圆柱锂电池电量监测执行器3，其包括电量监测执行器支撑架19、电量监测执行器导向气缸20、电量监测执行器平行气爪21、放电手指22。电量监测执行器3设置于传送机构2的上方，外接电池检测设备及控制系统11，用于途径此处的圆柱锂电池电压检测及余电释放。传送带上的圆柱锂电池在传送间歇期，电量监测执行器导向气缸20运动至所需位置，接着平行气爪控制放电手指22闭合，完成电池电压检测及放电操作，之后电量监测执行器3复位进行下一次操作。

如图5所示为圆柱锂电池无损检测系统，其包括无损检测系统线性滑台组件23及检测执行器24。无损检测系统位于电池传送带上方，外接无损检测仪及控制系统11。通过检测执行器24配合运动机构，获取圆柱锂电池信息，得到电池的正负极的朝向、尺寸参数、变形程度。其中，正负极方向及尺寸参数用于后续柔性夹爪机构调整电极方向及切割刀31定位。若圆柱锂电池变形程度较大，则将该电池运送至传送带4，进入异形电池回收箱7。

如图6所示为圆柱锂电池柔性夹爪机构，包括柔性夹爪机构线性模组25、柔性夹爪导向气缸26、柔性夹爪旋转开闭气缸27和夹爪手指28；柔性夹爪机构位于电池传送带末端，外接控制系统11，用于实现电池从传送带到多工位操作台32的转运，柔性夹爪机构为一对具有圆弧状特征的夹爪手指28。传送带上的圆柱锂电池，完成外形检测后，由柔性夹爪机构线性模组25及柔性夹爪导向气缸26控制夹爪手指28，将电池从传送带夹起，根据控制系统指令，调整电池正极方向，放置于多工位操作台32的第一工作位，柔性夹爪机构复位后进行下一操作。

如图7所示为圆柱锂电池自动切割机构6，包括XYZ线性模组29、切割电机30和切割刀31。自动切割机构6外接控制系统11，依据控制系统指令，通过线性模组调整切割刀31进给量，完成电池切割。柔性夹爪机构将电池放到第一工位后，旋转90°进入第二工位，柔性夹爪导向气缸26控制电池旋转机构下降至所需位置，夹紧并带动第二工位的电池旋转，此时自动切割机构6调整切割刀31进给量完成正极切割，线性模组控制切割刀31水平运动至负极切割位，完成切割后，切割废料落入废料回收箱。切割机构复位进行下一次切割。

如图8、图9、图10、图11和图12所示，圆柱锂电池自动分离机构5包括：多工位操作台、旋转装置34、破壳机构33、固定装置35、电芯推出装置36和外壳推出装置37；自动分离机构5与自动切割机构6相接，自动分离机构5下方设置3个回收箱。其中多工位操作台32设置于电池拆解预处理装置平台上，0°、90°、180°、270°分别是第一工位至第四工位，各个工位均具有V型槽结构，多工位操作台32用于电池完成不同回收工序；旋转装置34设置于第二工位上方，用于夹紧并带动电池旋转。破壳机构33位于第二工位附近，用于撑破电池外壳，便于电芯推出；固定装置35设置于第三工位上方，电芯推出装置36位于第三工位附近，实现电池夹紧，并完成电芯与外壳分离。外壳推出装置37设置于第四工位附近，将电池外壳推出回收。

旋转装置34包括旋转装置导向气缸38和旋转装置旋转机构39，旋转装置导向气缸38控制旋转机构运动至所需位置，旋转装置旋转机构39的2个轮转动，夹紧并带动电池旋转。

破壳机构33包括破壳线性模组40和破壳执行器41，破壳执行器41包括开闭气缸和破壳手指。其中一对破壳手指内侧为锋利切割刀31，外侧为圆弧状手指。线性模组具有3个自由度，控制破壳执行器41行进到所需位置，气缸打开，破壳手指的切割刀31将外壳切割开，气缸继续打开，圆弧状破壳手指完成破壳，破壳执行器41旋转90°，再一次完成破壳，这样，电池开口变大，便于电芯推出。鉴于电池电解液中的LiPF₆易与空气中水分反应生成氢氟酸，破壳手指为耐氢氟酸腐蚀材质。

固定装置35包括固定装置导向气缸42和V型槽固定块43，固定装置导向气缸42带动V型槽固定块43到特定位置固定电池。

电芯推出装置36包括强力导向气缸44及电芯推杆45，强力导向气缸44带动电芯推杆45推出电芯，其中电芯推杆45同样为耐氢氟酸腐蚀材料，推杆头为圆柱头，直径小于圆柱锂电池的内径。

废旧圆柱锂电池在第二工位完成切割后，旋转装置34的滚轮停止转动，夹紧电池，破壳机构33运动至特定位置，完成2次互相垂直方向的破壳操作，旋转装置34复位。多工位操作台32旋转90°，电池进入第三工位，固定装置35下降固定好电池，电芯推出装置36的强力导向气缸44推动电芯推杆45完成电芯与外壳的分离，电芯落入电芯回收箱9，固定装置35上升至原位。多工位操作台32再次旋转90°，剩余的电池外壳进入第四工位，此时，外壳推出装置37将外壳推入落料口，经落料坡，电池外壳进入电池外壳回收箱8。

请参阅图1、图13和图14，回收集尘系统包括异形电池回收箱7、废料回收箱、电芯回收箱9、电池外壳回收箱8和废气处理装置10。其中异形电池回收箱7设置于传送带4下方。废料回收箱、电芯回收箱9和电池外壳回收箱8分别与自动分离机构5相接，分别设置于第二工位、第三工位、第四工位的下方，实现各自材料分选回收。废气处理装置10主要为除去其中的残渣颗粒及酸性气体。切割及分离过程中挥发产生的废气由抽气管路排出，进入废气处理装置10，经滤网过滤、碱液中和与活性炭过滤后排入大气。

综上所述，本发明工作原理为：工作时，人工摆放好废弃圆柱锂电池，自动分选装置1批量抓取电池，间歇有序放置于传送机构2上，在重力作用下，传送机构2平稳统一运输圆柱锂电池。传送间歇期，电量监测执行器3完成电池放电，无损检测系统获取电池正负极方向、外形参数和变形量，依据事先存储好的圆柱锂电池数据，若电池变形较大，则柔性夹爪机构将其运送至传送带4，进入异形电池回收箱7。若电池变形量符合要求，则柔性夹爪机构将电池运输至多工位操作台32的第一工位，若方向不一致，则调整电池方向。多工位操作台32转动至第二工位，此时旋转装置34下降夹紧并带动电池旋转，由自动切割机构6依据控制系统指令调整切割刀31进给参数，完成电池正负极切割。旋转装置34停止旋转，破壳机构33在此工位完成电池断面垂直切割破壳，旋转装置34上升复位，多工位操作台32旋转90°，此时电池位于第三工位，固定装置35下降固定好电池，电芯推出装置36将电芯从外壳内推出至电芯回收箱9，实现电芯回收，固定装置35及电芯推出装置36复位。多工位操作台32再旋转90°，剩余的电池外壳进入第四工位，由外壳推出装置37将其推出，落入外壳回收箱。在此拆解过程中，切割机构处使用氟橡胶垫进行密封，顶部设置排风管路，抽取其中的废气，经废气处理装置10绿色化处理后再排入大气。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种废旧圆柱锂电池预处理装置，包括多工位操作台（32），控制系统（11）和实现圆柱锂电池正负极的精准切割的自动切割机构（6），其特征在于还包括：

自动分选装置（1）、传送机构（2）、电量监测执行器（3）、无损检测系统、柔性夹爪机构、自动分离机构（5）、以及回收集尘系统，其中所述自动分选装置（1）、所述传送机构（2）、所述柔性夹爪机构、所述自动切割机构（6）、所述自动分离机构（5）及所述回收集尘系统依次相连，所述电量监测执行器（3）和所述无损检测系统分别架设于所述传送机构（2）上方，传送带（4）位于传送机构（2）的末端，异形电池回收箱（7）与传送带（4）相接，废料回收箱、电芯回收箱（9）、外壳回收箱分别与所述自动分离机构（5）相接，废气处理装置（10）与所述自动分离机构（5）上方的排放口相连，控制系统（11）与上述除所述废料回收箱、电芯回收箱（9）、外壳回收箱和异形电池回收箱（7）以外的所有部件相接；

所述自动分离机构（5）包括：多工位操作台（32）、破壳机构（33）、旋转装置（34）、固定装置（35）、电芯推出装置（36）和外壳推出装置（37），所述多工位操作台（32）设置于平台上，其上具有V型槽，第二工位、第三工位和第四工位下方设置落料口；所述破壳机构（33）设置于第二工位圆柱锂电池正极端附近；所述旋转装置（34）设置于第二工位上方，其下方设有一对旋转轮；所述固定装置（35）设置于第三工位上方，并且所述电芯推出装置（36）、所述外壳推出装置（37）分别设置于第三工位和第四工位圆柱锂电池负极端，柔性夹爪机构将电池放到第一工位后，旋转90°进入第二工位，自动切割机构（6）完成正极切割，再水平运动至负极切割位完成负极切割，所述破壳机构（33）设有破壳线性模组（40）及旋转破壳执行器（41），所述旋转破壳执行器（41）的前端设置一对圆柱状带破壳刀片的破壳手指。

2.根据权利要求1所述的一种废旧圆柱锂电池预处理装置，其特征在于，所述自动分选装置（1）设有分选支架（12）、分选线性模组（13）、分选线性滑台机构（14）、分选机械手（15），所述分选支架（12）固定于平台上，所述分选支架（12）顶部设有所述分选线性模组（13），所述分选线性滑台机构（14）与所述分选线性模组（13）垂直相连，并且所述分选机械手（15）在所述分选线性滑台机构（14）的下方。

3.根据权利要求2所述的一种废旧圆柱锂电池预处理装置，其特征在于，所述分选机械手（15）的主体为具有若干个圆弧状沟槽的吸盘，沟槽的垂直方向设置若干个孔道，并且所述吸盘的外围安装护板。

4.根据权利要求1所述的一种废旧圆柱锂电池预处理装置，其特征在于，所述传送机构（2）设有坡型落料带（16）、挡板（17）、L型传送带（18），所述坡型落料带（16）与水平面呈一定角度固定于三角钢架体上，所述L型传送带（18）与所述坡型落料带（16）倾斜相连，所述L型传送带（18）的倾角小于所述坡型落料带（16）倾角，并且所述挡板（17）位于所述L型传送带（18）两侧。

5.根据权利要求1所述的一种废旧圆柱锂电池预处理装置，其特征在于，所述电量监测执行器（3）包括电量监测执行器支撑架（19）、电量监测执行器导向气缸（20）、电量监测执行器平行气爪（21）、放电手指（22），所述电量监测执行器支撑架（19）设置于平台上，其上固定电量监测执行器导向气缸（20），所述电量监测执行器导向气缸（20）的底部连接所述电量监测执行器平行气爪（21），放电手指（22）设置于所述电量监测执行器平行气爪（21）的下方，所述放电手指（22）外连圆柱锂电池检测设备。

6.根据权利要求1所述的一种废旧圆柱锂电池预处理装置，其特征在于，所述柔性夹爪机构包括柔性夹爪机构线性模组（25）、柔性夹爪导向气缸（26）、柔性夹爪旋转开闭气缸（27）和夹爪手指（28），所述柔性夹爪机构线性模组（25）安装于支撑板上，柔性夹爪导向气缸（26）、夹爪旋转盘及夹爪手指（28）依次设置于所述柔性夹爪机构线性模组（25）的下方，所述夹爪手指（28）为一对具有圆弧状沟槽的机构。

7.根据权利要求1所述的一种废旧圆柱锂电池预处理装置，其特征在于，所述电芯推出装置（36）设有强力导向气缸（44）及电芯推杆（45），所述电芯推杆（45）为圆柱状，具有小于圆柱锂电池的内径，且该推杆（45）为耐氢氟酸腐蚀材质。

8.一种使用权利要求1-7中任一项所述的一种废旧圆柱锂电池预处理装置的废旧圆柱锂电池预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

自动分选装置（1）进行批量分选，将分选后的圆柱锂电池有序放置于圆柱锂电池传送带（4）上，同时电量监测执行器（3）完成放电，无损检测系统获得圆柱锂电池正负极方向、外形参数和变形量；

柔性夹爪机构把圆柱锂电池运输到第一工位，调整圆柱锂电池方向；

当圆柱锂电池进入第二工位时，旋转装置（34）固定并带动圆柱锂电池旋转，自动切割机构（6）根据圆柱锂电池外形信息完成正负极切割后使圆柱锂电池停止旋转，破壳机构（33）将圆柱锂电池正极端破开，所述旋转装置（34）松开圆柱锂电池；

当圆柱锂电池进入第三工位时，固定装置（35）夹紧圆柱锂电池，电芯推出装置（36）将电芯推进回收箱，然后松开圆柱锂电池；

当圆柱锂电池进入第四工位时，外壳被推出回收；

废气处理装置（10）抽取废气，并且将所述废气处理后排入大气。

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