CN110112482A - 一种方形锂电池回收拆解设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种方形锂电池回收拆解设备，涉及锂电池回收技术领域，其包括工作台，该工作台上设置有依次相连的输送装置、切割装置和切割顶出装置，还包括第一机械手和第二机械手，其中，第一机械手用于将输送装置上的方形锂电池转载至切割装置；切割装置用于切除方形锂电池的极耳；第二机械手用于将切除极耳后的方形锂电池转载至切割顶出装置；切割顶出装置包括顶出机构、转载机构和切割机构；顶出机构用于将方形锂电池的电芯顶出；转载机构用于将顶出的电芯转载至切割机构；切割机构用于对电芯进行切割。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池回收技术领域，具体来讲是一种方形锂电池回收拆解设备。
背景技术
“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N.Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
报废后的锂电池，如处理处置不当，其所含的六氟酸锂、碳酸酯类有机物以及钴、铜等重金属必然会对环境构成潜在的污染威胁。而另一方面，废锂电池中的镍、锰、钴、锂、铜、铝及塑料等均是宝贵资源，具有极高的回收价值。因此，对废锂电池进行科学有效的处理处置，不仅具有显著的环境效益，而且具有良好的经济效益。
现有技术中废旧锂电池的回收拆解方法通常是人工拆解和机械破碎。但是人工拆解效率低下，而常规的机械破碎会产生大量的有毒气体和粉尘，对环境造成污染。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种方形锂电池回收拆解设备，在方形锂电池回收过程中，能够对方形锂电池进行全自动拆解，提高了回收效率。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种方形锂电池回收拆解设备，包括工作台，该工作台上设置有依次相连的输送装置、切割装置和切割顶出装置，还包括第一机械手和第二机械手，其中，所述第一机械手用于将输送装置上的方形锂电池转载至切割装置；所述切割装置用于切除方形锂电池的极耳；所述第二机械手用于将切除极耳后的方形锂电池转载至切割顶出装置；所述切割顶出装置包括顶出机构、转载机构和切割机构；所述顶出机构用于将方形锂电池的电芯顶出；所述转载机构用于将顶出的电芯转载至切割机构；所述切割机构用于对电芯进行切割。
在上述技术方案的基础上，所述切割装置包括第一滑轨和第一门型架；所述第一滑轨上滑动设置有用于承载方形锂电池的限位卡板；所述第一门型架横跨在第一滑轨上，且第一门型架的横梁上设置有第一水平导轨，该第一水平导轨上滑动设置有两滑座；所述滑座的下方设置有用于切割方形锂电池极耳的第一切割刀；所述第一切割刀旁设置有用于清除粉尘及有害气体的负压吸口。
在上述技术方案的基础上，所述顶出机构包括压紧限位板、第一气缸、以及依次设置的电动推杆、翻转台和转载台；所述翻转台旁设置有第一支座，该第一支座包括立柱和横梁，所述压紧限位板设置在横梁的底部且位于翻转台的正上方；所述第一气缸设置在该横梁的顶部，且第一气缸的驱动端穿过横梁与压紧限位板连接；所述电动推杆用于将翻转台上方形锂电池的电芯顶出至转载台上。
在上述技术方案的基础上，所述转载机构包括分别设置在转载台两侧的第二滑轨，两第二滑轨上滑动设置有滑板，该滑板朝向转载台的一侧设置有缺口部，该缺口部的两侧相对设置有夹持臂，所述夹持臂上设置有用于夹持方形锂电池电芯的夹具。
在上述技术方案的基础上，所述切割机构包括横跨在第二滑轨上的第二门型架，该第二门型架内设置有升降板，升降板的底部设置有用于对电芯进行切割的第二切割刀；所述第二门型架的顶部设置有第二气缸，且第二气缸的驱动端穿过第二门型架与升降板连接。
在上述技术方案的基础上，所述第一机械手包括第一支架、第一悬臂和第一支撑臂；所述第一支架上设置有第二水平滑轨，该第二水平滑轨上滑动设置有第一水平滑块；所述第一悬臂与第一水平滑块连接，且第一水平滑块上设置有第一竖直滑轨，该第一竖直滑轨上滑动设置有第一竖直滑块；所述第一支撑臂的一端与第一竖直滑块连接，第一支撑臂的另一端设置有用于吸附方形锂电池的若干第一吸盘。
在上述技术方案的基础上，所述第二机械手包括第二支架、第二悬臂和第二支撑臂；所述第二支架上设置有第三水平滑轨，该第三水平滑轨上滑动设置有第二水平滑块；所述第二悬臂与第二水平滑块连接，且第二水平滑块上设置有第二竖直滑轨，该第二竖直滑轨上滑动设置有第二竖直滑块；所述第二支撑臂的一端与第二竖直滑块连接，第二支撑臂的另一端设置有用于吸附方形锂电池的若干第二吸盘。
在上述技术方案的基础上，所述输送装置包括输送带，且输送带的进料端设置有投料限位板，该投料限位板上开设有与方形锂电池相适配的投料口。
在上述技术方案的基础上，还包括设置在工作台上的密封隔离罩，该密封隔离罩用于罩设输送装置、切割装置和切割顶出装置、第一机械手和第二机械手；所述密封隔离罩上设置有抽气管道、负压风机和控制器，且抽气管道与用于净化粉尘和有害气体的净化装置连接。
在上述技术方案的基础上，还包括极耳收集箱、壳体收集箱和电芯收集箱；所述极耳收集箱设置在工作台内，通过工作台上设置的极耳收集口与切割装置连接；所述壳体收集箱设置在工作台内，通过工作台上设置的壳体收集口与顶出机构连接；所述工作台与切割机构的相对处设置有电芯收集口，电芯收集口的下方设置有卸料滑台，所述电芯收集箱与该卸料滑台连接。
本发明的有益效果在于：
1、本发明中，通过输送装置、切割装置、切割顶出装置、第一机械手和第二机械手的配合工作，在方形锂电池回收过程中，操作人员通过控制器能够实现对方形锂电池进行全自动拆解，提高了回收效率。
2、本发明中，通过顶出机构、转载机构和切割机构能够将方形锂电池的电芯顶出，并将顶出的电芯转载至切割机构进行切割，提高了回收质量和回收效率。
3、本发明中，通过设置密封隔离罩、抽气管道和负压风机，能够将回收过程中产生的粉尘和有害气体抽离净化后排出，防止操作人员吸收粉尘和有害气体，实现了绿色生产。
附图说明
图1为本发明实施例中方形锂电池回收拆解设备的立体图；
图2为本发明实施例中方形锂电池回收拆解设备的俯视图；
图3为本发明实施例中输送装置的立体图；
图4为本发明实施例中切割装置的立体图；
图5为本发明实施例中切割装置的俯视图；
图6为本发明实施例中切割顶出装置的立体图；
图7为本发明实施例中切割顶出装置的正视图；
图8为本发明实施例中转载机构的立体图；
图9为本发明实施例中转载机构的正视图；
图10为本发明实施例中切割机构的立体图；
图11为本发明实施例中第一机械手的立体图；
图12为本发明实施例中第一机械手的正视图；
图13为本发明实施例中第二机械手的立体图；
图14为本发明实施例中第二机械手的俯视图；
图15为本发明实施例中方形锂电池回收拆解设备安装密封隔离罩后的立体图；
图16为本发明实施例中方形锂电池回收拆解设备安装密封隔离罩后的俯视图。
附图标记：
1-工作台；11-极耳收集箱；12-电芯收集箱；13-卸料滑台；
2-输送装置；21-输送带；22-投料限位板；23-投料口；
3-切割装置；31-第一滑轨；32-限位卡板；33-第一门型架；34-第一水平导轨；35-滑座；36-第一切割刀；37-负压吸口；
4-切割顶出装置；
410-顶出机构；411-电动推杆；412-铰座；413-翻板；414-限位夹；415-第一支座；416-第一气缸；417-压紧限位板；418-转载台；
420-转载机构；421-第二滑轨；422-滑板；423-夹持臂；424-夹具；425-缺口部；
430-切割机构；431-第二门型架；432-升降板；433-第二气缸；434-第二切割刀；
5-第一机械手；51-第一支架；52-第二水平滑轨；53-第一水平滑块；54-第一悬臂；55-第一竖直滑轨；56-第一竖直滑块；57-第一支撑臂；58-第一吸盘；
6-第二机械手；61-第二支架；62-第三水平滑轨；63-第二水平滑块；64-第二悬臂；65-第二竖直滑轨；66-第二竖直滑块；67-第二支撑臂；68-第二吸盘；
7-密封隔离罩；71-抽气管道；72-负压风机；73-净化装置；74-控制器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参见图1所示，本发明实施例提供了一种方形锂电池回收拆解设备，包括工作台1，该工作台1上设置有依次相连的输送装置2、切割装置3和切割顶出装置4，还包括第一机械手5和第二机械手6，其中，
参见图11和图12所示，第一机械手5用于将输送装置2上的方形锂电池转载至切割装置3；具体的，第一机械手5包括第一支架51、第一悬臂54和第一支撑臂57；第一支架51上设置有第二水平滑轨52，该第二水平滑轨52上滑动设置有第一水平滑块53；第一悬臂54与第一水平滑块53连接，且第一水平滑块53上设置有第一竖直滑轨55，该第一竖直滑轨55上滑动设置有第一竖直滑块56；第一支撑臂57的一端与第一竖直滑块56连接，第一支撑臂57的另一端设置有用于吸附方形锂电池的若干第一吸盘58。
参见图4和图5所示，切割装置3用于切除方形锂电池的极耳；具体的，切割装置3包括第一滑轨31和第一门型架33；第一滑轨31上滑动设置有用于承载方形锂电池的限位卡板32；第一门型架33横跨在第一滑轨31上，且第一门型架33的横梁上设置有第一水平导轨34，该第一水平导轨34上滑动设置有两滑座35；滑座35的下方设置有用于切割方形锂电池极耳的第一切割刀36；第一切割刀36旁设置有用于清除粉尘及有害气体的负压吸口37。
参见图13和图14所示，第二机械手6用于将切除极耳后的方形锂电池转载至切割顶出装置4；具体的，第二机械手6包括第二支架61、第二悬臂64和第二支撑臂67；第二支架61上设置有第三水平滑轨62，该第三水平滑轨62上滑动设置有第二水平滑块63；第二悬臂64与第二水平滑块63连接，且第二水平滑块63上设置有第二竖直滑轨65，该第二竖直滑轨65上滑动设置有第二竖直滑块66；第二支撑臂67的一端与第二竖直滑块66连接，第二支撑臂67的另一端设置有用于吸附方形锂电池的若干第二吸盘68。
参见图6和图7所示，切割顶出装置4包括顶出机构410、转载机构420和切割机构430；顶出机构410用于将方形锂电池的电芯顶出；具体的，顶出机构410包括压紧限位板417、第一气缸416、以及依次设置的电动推杆411、翻转台和转载台418；翻转台旁设置有第一支座415，该第一支座415包括立柱和横梁，压紧限位板417设置在横梁的底部且位于翻转台的正上方；第一气缸416设置在该横梁的顶部，且第一气缸416的驱动端穿过横梁与压紧限位板417连接；电动推杆411用于将翻转台上方形锂电池的电芯顶出至转载台418上。本实施例中，翻转台包括翻板413和两铰座412，翻板413的两端分别与对应的铰座412铰接，翻板413上还设置有用于对方形锂电池进行限位的限位夹414。
参见图8和图9所示，转载机构420用于将顶出的电芯转载至切割机构430；具体的，转载机构420包括分别设置在转载台418两侧的第二滑轨421，两第二滑轨421上滑动设置有滑板422，该滑板422朝向转载台418的一侧设置有缺口部425，该缺口部425的两侧相对设置有夹持臂423，夹持臂423上设置有用于夹持方形锂电池电芯的夹具424。
参见图10所示，切割机构430用于对电芯进行切割。具体的，切割机构430包括横跨在第二滑轨421上的第二门型架431，该第二门型架431内设置有升降板432，升降板432的底部设置有用于对电芯进行切割的第二切割刀434；第二门型架431的顶部设置有第二气缸433，且第二气缸433的驱动端穿过第二门型架431与升降板432连接。
参见图2所示，输送装置2包括输送带21，且输送带21的进料端设置有投料限位板22，该投料限位板22上开设有与方形锂电池相适配的投料口23。
参见图15和图16所示，方形锂电池回收拆解设备还包括设置在工作台1上的密封隔离罩7，该密封隔离罩7用于罩设输送装置2、切割装置3和切割顶出装置4、第一机械手5和第二机械手6；密封隔离罩7上设置有抽气管道71、负压风机72和控制器74，且抽气管道71与用于净化粉尘和有害气体的净化装置73连接。本实施例中，净化装置73包括箱体和盛放在箱体内的碱性溶液。具体的，方形锂电池回收拆解设备还包括极耳收集箱11、壳体收集箱和电芯收集箱12；极耳收集箱11设置在工作台1内，通过工作台1上设置的极耳收集口与切割装置3连接；壳体收集箱设置在工作台1内，通过工作台1上设置的壳体收集口与顶出机构410连接；工作台1与切割机构430的相对处设置有电芯收集口，电芯收集口的下方设置有卸料滑台13，电芯收集箱12与该卸料滑台13连接。
本发明的工作原理为：
操作人员通过投料限位板将方形锂电池按照预定的方式放置在输送装置上输送装置随即将方形锂电池输送至切割装置前。此时，第一机械手利用吸盘将方形锂电池抓起，然后转载至切割装置的限位卡板上，然后第一机械手复位。限位卡板沿第一滑轨将方形锂电池运送至预设位置后，两第一切割刀将方形锂电池的两极耳切除，切除后的极耳自极耳收集口掉落至极耳收集箱中收集。然后限位卡板复位，第二机械手利用吸盘将方形锂电池抓起并转载至切割顶出装置的翻转台上，然后压紧限位板在第一气缸的驱动下，压紧方形锂电池，同时，电动推杆将方形锂电池的电芯自壳体推出至转载台，然后压紧限位板复位，翻转台翻转使空壳滑落至壳体收集箱内收集。转载机构沿第二滑轨滑动至转载台后，利用夹持臂上的夹具将转载台上的电芯取下，并转载至切割机构，利用第二切割刀对电芯进行剖切，剖切完成后，转载机构将电芯放入电芯收集口，电芯经卸料滑台输送至电芯收集箱收集储存。
在进行上述回收拆解过程中，由于密封隔离罩将输送装置、切割装置和切割顶出装置、第一机械手和第二机械手密封罩住，同时，利用抽气管道和负压风机将回收过程中产生的粉尘和有害气体抽离净化后排出，防止操作人员吸收粉尘和有害气体，实现了绿色生产。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种方形锂电池回收拆解设备，包括工作台(1)，该工作台(1)上设置有依次相连的输送装置(2)、切割装置(3)和切割顶出装置(4)，其特征在于：还包括第一机械手(5)和第二机械手(6)，其中，
所述第一机械手(5)用于将输送装置(2)上的方形锂电池转载至切割装置(3)；
所述切割装置(3)用于切除方形锂电池的极耳；
所述第二机械手(6)用于将切除极耳后的方形锂电池转载至切割顶出装置(4)；
所述切割顶出装置(4)包括顶出机构(410)、转载机构(420)和切割机构(430)；
所述顶出机构(410)用于将方形锂电池的电芯顶出；
所述转载机构(420)用于将顶出的电芯转载至切割机构(430)；
所述切割机构(430)用于对电芯进行切割。
2.如权利要求1所述的方形锂电池回收拆解设备，其特征在于：所述切割装置(3)包括第一滑轨(31)和第一门型架(33)；所述第一滑轨(31)上滑动设置有用于承载方形锂电池的限位卡板(32)；所述第一门型架(33)横跨在第一滑轨(31)上，且第一门型架(33)的横梁上设置有第一水平导轨(34)，该第一水平导轨(34)上滑动设置有两滑座(35)；所述滑座(35)的下方设置有用于切割方形锂电池极耳的第一切割刀(36)；所述第一切割刀(36)旁设置有用于清除粉尘及有害气体的负压吸口(37)。
3.如权利要求1所述的方形锂电池回收拆解设备，其特征在于：所述顶出机构(410)包括压紧限位板(417)、第一气缸(416)、以及依次设置的电动推杆(411)、翻转台和转载台(418)；
所述翻转台旁设置有第一支座(415)，该第一支座(415)包括立柱和横梁，所述压紧限位板(417)设置在横梁的底部且位于翻转台的正上方；所述第一气缸(416)设置在该横梁的顶部，且第一气缸(416)的驱动端穿过横梁与压紧限位板(417)连接；
所述电动推杆(411)用于将翻转台上方形锂电池的电芯顶出至转载台(418)上。
4.如权利要求3所述的方形锂电池回收拆解设备，其特征在于：所述转载机构(420)包括分别设置在转载台(418)两侧的第二滑轨(421)，两第二滑轨(421)上滑动设置有滑板(422)，该滑板(422)朝向转载台(418)的一侧设置有缺口部(425)，该缺口部(425)的两侧相对设置有夹持臂(423)，所述夹持臂(423)上设置有用于夹持方形锂电池电芯的夹具(424)。
5.如权利要求4所述的方形锂电池回收拆解设备，其特征在于：所述切割机构(430)包括横跨在第二滑轨(421)上的第二门型架(431)，该第二门型架(431)内设置有升降板(432)，升降板(432)的底部设置有用于对电芯进行切割的第二切割刀(434)；所述第二门型架(431)的顶部设置有第二气缸(433)，且第二气缸(433)的驱动端穿过第二门型架(431)与升降板(432)连接。
6.如权利要求1所述的方形锂电池回收拆解设备，其特征在于：所述第一机械手(5)包括第一支架(51)、第一悬臂(54)和第一支撑臂(57)；
所述第一支架(51)上设置有第二水平滑轨(52)，该第二水平滑轨(52)上滑动设置有第一水平滑块(53)；
所述第一悬臂(54)与第一水平滑块(53)连接，且第一水平滑块(53)上设置有第一竖直滑轨(55)，该第一竖直滑轨(55)上滑动设置有第一竖直滑块(56)；
所述第一支撑臂(57)的一端与第一竖直滑块(56)连接，第一支撑臂(57)的另一端设置有用于吸附方形锂电池的若干第一吸盘(58)。
7.如权利要求1所述的方形锂电池回收拆解设备，其特征在于：所述第二机械手(6)包括第二支架(61)、第二悬臂(64)和第二支撑臂(67)；
所述第二支架(61)上设置有第三水平滑轨(62)，该第三水平滑轨(62)上滑动设置有第二水平滑块(63)；
所述第二悬臂(64)与第二水平滑块(63)连接，且第二水平滑块(63)上设置有第二竖直滑轨(65)，该第二竖直滑轨(65)上滑动设置有第二竖直滑块(66)；
所述第二支撑臂(67)的一端与第二竖直滑块(66)连接，第二支撑臂(67)的另一端设置有用于吸附方形锂电池的若干第二吸盘(68)。
8.如权利要求1所述的方形锂电池回收拆解设备，其特征在于：所述输送装置(2)包括输送带(21)，且输送带(21)的进料端设置有投料限位板(22)，该投料限位板(22)上开设有与方形锂电池相适配的投料口(23)。
9.如权利要求1所述的方形锂电池回收拆解设备，其特征在于：还包括设置在工作台(1)上的密封隔离罩(7)，该密封隔离罩(7)用于罩设输送装置(2)、切割装置(3)和切割顶出装置(4)、第一机械手(5)和第二机械手(6)；所述密封隔离罩(7)上设置有抽气管道(71)、负压风机(72)和控制器(74)，且抽气管道(71)与用于净化粉尘和有害气体的净化装置(73)连接。
10.如权利要求1所述的方形锂电池回收拆解设备，其特征在于：还包括极耳收集箱(11)、壳体收集箱和电芯收集箱(12)；所述极耳收集箱(11)设置在工作台(1)内，通过工作台(1)上设置的极耳收集口与切割装置(3)连接；所述壳体收集箱设置在工作台(1)内，通过工作台(1)上设置的壳体收集口与顶出机构(410)连接；所述工作台(1)与切割机构(430)的相对处设置有电芯收集口，电芯收集口的下方设置有卸料滑台(13)，所述电芯收集箱(12)与该卸料滑台(13)连接。
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