CN110137590A - 一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，包括机箱，所述机箱内设有开口朝右的动力腔，所述动力腔内设有用于切割锂电池正负极盖板的切割装置，所述动力腔内设有位于所述切割装置上方的取电芯装置，所述动力腔内设有位于所述取电芯装置上方的分度装置，所述取电芯装置内设有四个用于夹持锂电池的机械爪，所述动力腔内设有所述分度装置右下侧的用于将电池外壳输送到储存处的卸料装置，本发明能代替人工拆解，避免锂电池拆解过程中对人体产生的危害，同时拆解过程中直接对锂电池不同部件进行分类储存，从而解决了后期分拣回收难度较大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及废旧锂电池回收技术领域，具体为一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备。
背景技术
锂电池由于具有能量密度高、循环寿命长、工作温度宽等优异的电化学性能，广泛应用于各种储能设备，同时纯电动汽车，混合动力汽车已经产业化和规模化，该类汽车广泛采用以机架杆186楔形块50锂电池为主的圆柱形锂电池作为能源，因此将产生大量废旧锂电池，由于废旧锂电池中含有相对稀有的锂元素和昂贵的钴元素，且废旧锂电池具有毒性和难降解性的特点，使其环境和人类健康构成了极大的威胁，所以需要对废旧锂电池进行回收处理，目前锂电池拆解主要为人工拆解和物理破碎拆解回收，由于锂电池拆解过程中电解液会泄漏且会释放HF气体对人体有一定危害，使得人工拆卸存在安全隐患，而物理破碎拆解回收将锂电池外壳、电芯、正负极盖板同时破碎导致后期分拣回收难度较大，本发明阐明的一种能解决上述问题的设备。
发明内容
技术问题：锂电池拆解过程会对人体产生一定危害，不适宜人工拆解，利用物理破碎设备拆解后期分拣回收难度较大。
为解决上述问题，本例设计了一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，本例的一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，包括机箱，所述机箱内设有开口朝右的动力腔，所述动力腔内设有用于切割锂电池正负极盖板的切割装置，所述动力腔内设有位于所述切割装置上方的取电芯装置，所述取电芯装置通过固定于所述动力腔左侧内壁上的机架杆，与所述机架杆右端铰接的连杆，与所述连杆右端铰接的摇杆，与所述摇杆右端铰接的取芯杆，所述连杆通过所述摇杆带动所述取芯杆向下移动将电芯从锂电池中取出，所述动力腔内设有位于所述取电芯装置上方的分度装置，所述分度装置通过转动连接于所述动力腔内的电机轴上的分度齿轮，与所述分度齿轮啮合连接的大齿轮，所述分度齿轮为四分之三齿轮，使得所述分度齿轮带动所述大齿轮每转过四分之一圈有一个间歇时间让所述取电芯装置进行取芯运动，所述取电芯装置内设有四个用于夹持锂电池的机械爪，所述动力腔内设有所述分度装置右下侧的用于将电池外壳输送到储存处的卸料装置。
有益地，所述动力腔左侧端面上固定连接有排气泵，所述动力腔左侧内壁上设有使所述排气泵与所述动力腔相通的吸气孔，所述动力腔内设有位于所述取电芯装置下侧的电解液腔，所述动力腔内设有位于所述电解液腔上侧的正极盖板腔，所述动力腔内设有位于所述正极盖板腔前侧且位于所述电解液腔上侧的负极盖板腔，所述动力腔内设有位于所述负极盖板腔右侧且位于所述电解液腔上侧的电芯腔，所述动力腔内设有位于所述电芯腔后侧且与所述电解液腔相通的电池外壳腔，所述正极盖板腔、所述负极盖板腔、所述电芯腔、所述电池外壳腔均与所述电解液腔相通且相通处设有滤板，所述动力腔右侧开口处转动连接有箱门，所述动力腔后侧内壁上设有开口朝后的用于放置待拆卸锂电池的置料口，所述排气泵将拆解锂电池时产生的废气抽出到外部的空气处理设备中。
其中，所述切割装置包括转动连接于所述动力腔内且上下延伸的圆锯轴，所述圆锯轴上动力连接有固定连接于所述动力腔下侧内壁的高速电机，所述圆锯轴上自下而上阵列分布有均位于所述高速电机上侧的两个圆锯。
其中，所述取电芯装置包括转动连接于所述动力腔前侧内壁且位于所述圆锯轴右上侧的凸轮轴，所述凸轮轴上固定连接有凸轮，所述凸轮上设有凸轮滑道，所述凸轮轴上固定连接有位于所述凸轮后侧的副锥齿轮，所述机架杆位于所述凸轮轴左上侧且固定连接于所述动力腔左侧内壁上，所述连杆中端下侧固定连接有凸轮杆，所述凸轮杆下端铰接有与所述凸轮滑道滑动连接的滑轮，所述动力腔右侧内壁上固定连接有与所述取芯杆滑动连接的滑台，所述滑台下侧端面固定连接有位于所述取芯杆左侧的拨杆。
可优选地，所述凸轮轴远休角为两百七十度，所述锥齿轮与所述副锥齿轮传动比为一比一，因此所述电机轴与所述凸轮轴同步转动，使得所述凸轮轴在所述电机轴空转的四分之一圈时间内能带动所述取芯杆实现取芯运动。
其中，所述分度装置包括与所述动力腔上侧内壁转动连接且上下延伸的所述电机轴，所述电机轴上动力连接有固定连接于所述动力腔上侧内壁的低速电机，所述分度齿轮固定连接于所述电机轴上且位于所述低速电机下侧，所述电机轴上固定连接有位于所述低速电机下侧且与所述副锥齿轮啮合连接的锥齿轮，所述动力腔上侧内壁转动连接有位于所述电机轴右侧且上下延伸的分度轴，所述大齿轮固定连接于所述分度轴上，所述大齿轮下侧端面环向阵列分布有四个凸块，所述分度轴上固定连接有位于所述大齿轮下侧的夹持盘，所述夹持盘上环向阵列分布有四个所述机械爪。
其中，所述卸料装置包括与所述动力腔右侧内壁固定连接且位于所述滑台上侧的凸台，所述凸台上固定连接有推杆，所述推杆上端固定连接有可与所述凸块抵接的横板，所述横板下侧端面与所述凸台之间连接有复位弹簧，所述推杆下端固定连接有可与所述机械爪抵接并可使所述机械爪释放锂电池的半圆推块。
其中，以后侧的所述机械爪为例，所述机械爪包括环向阵列分布于所述夹持盘内的四个电池外壳腔，所述电池外壳腔上滑动连接有左右对称的两个固定杆，所述固定杆靠近对称中心一侧端面固定连接有可与所述半圆推块抵接的楔形块，所述固定杆远离对称中心一侧端面与所述夹持腔右侧内壁之间连接有夹持弹簧，所述固定杆上固定连接有位于所述楔形块上方的机械爪指，所述机械爪指靠近对称中心一侧端面上固定连接有防滑橡胶块。
本发明的有益效果是：本发明为一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，其中的分度机构通过非完整齿轮能实现主加工盘每转过四分之一圈有一个间歇时段，切割机构在加工盘转动过程中能将锂电池正负极盖板去除并将盖板输送到盖板储存处，而取电芯机构通过与分度机构联动使得去电芯装置能在间歇时段将无盖板的锂电池电芯取出并所述到电芯储存处，卸料机构能将去电芯的锂电池外壳输送入外壳储存处，同时电解液回收装置能将各储存处的电解液进行回收，HF气体通过排气泵输送到外部空气处理设备中，因此本发明能代替人工拆解，避免锂电池拆解过程中对人体产生的危害，同时拆解过程中直接对锂电池不同部件进行分类储存，从而解决了后期分拣回收难度较大的问题。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备的整体结构示意图；
图2为图1的“A-A”方向的结构示意图；
图3为图1的“B-B”方向的结构示意图；
图4为图1的“C-C”方向的结构示意图；
图5为图1的“D-D”方向的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1-图5对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
本发明涉及一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，主要应用于旧圆柱形锂电池拆解回收，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：
本发明所述的一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，包括机箱11，所述机箱11内设有开口朝右的动力腔12，所述动力腔12内设有用于切割锂电池正负极盖板的切割装置101，所述动力腔12内设有位于所述切割装置101上方的取电芯装置102，所述取电芯装置102通过固定于所述动力腔12左侧内壁上的机架杆18，与所述机架杆18右端铰接的连杆19，与所述连杆19右端铰接的摇杆24，与所述摇杆24右端铰接的取芯杆30，所述连杆19通过所述摇杆24带动所述取芯杆30向下移动将电芯从锂电池中取出，所述动力腔12内设有位于所述取电芯装置102上方的分度装置103，所述分度装置103通过转动连接于所述动力腔12内的电机轴20上的分度齿轮21，与所述分度齿轮21啮合连接的大齿轮23，所述分度齿轮21为四分之三齿轮，使得所述分度齿轮21带动所述大齿轮23每转过四分之一圈有一个间歇时间让所述取电芯装置102进行取芯运动，所述取电芯装置102内设有四个用于夹持锂电池的机械爪105，所述动力腔12内设有所述分度装置103右下侧的用于将电池外壳输送到储存处的卸料装置104。
有益地，所述动力腔12左侧端面上固定连接有排气泵16，所述动力腔12左侧内壁上设有使所述排气泵16与所述动力腔12相通的吸气孔17，所述动力腔12内设有位于所述取电芯装置102下侧的电解液腔37，所述动力腔12内设有位于所述电解液腔37上侧的正极盖板腔41，所述动力腔12内设有位于所述正极盖板腔41前侧且位于所述电解液腔37上侧的负极盖板腔40，所述动力腔12内设有位于所述负极盖板腔40右侧且位于所述电解液腔37上侧的电芯腔35，所述动力腔12内设有位于所述电芯腔35后侧且与所述电解液腔37相通的电池外壳腔53，所述正极盖板腔41、所述负极盖板腔40、所述电芯腔35、所述电池外壳腔53均与所述电解液腔37相通且相通处设有滤板36，所述动力腔12右侧开口处转动连接有箱门34，所述动力腔12后侧内壁上设有开口朝后的用于放置待拆卸锂电池的置料口39，所述排气泵16将拆解锂电池时产生的废气抽出到外部的空气处理设备中。
根据实施例，以下对切割装置101进行详细说明，所述切割装置101包括转动连接于所述动力腔12内且上下延伸的圆锯轴14，所述圆锯轴14上动力连接有固定连接于所述动力腔12下侧内壁的高速电机13，所述圆锯轴14上自下而上阵列分布有均位于所述高速电机13上侧的两个圆锯15。
根据实施例，以下对取电芯装置102进行详细说明，所述取电芯装置102包括转动连接于所述动力腔12前侧内壁且位于所述圆锯轴14右上侧的凸轮轴44，所述凸轮轴44上固定连接有凸轮43，所述凸轮43上设有凸轮滑道42，所述凸轮轴44上固定连接有位于所述凸轮43后侧的副锥齿轮56，所述机架杆18位于所述凸轮轴44左上侧且固定连接于所述动力腔12左侧内壁上，所述连杆19中端下侧固定连接有凸轮杆45，所述凸轮杆45下端铰接有与所述凸轮滑道42滑动连接的滑轮46，所述动力腔12右侧内壁上固定连接有与所述取芯杆30滑动连接的滑台32，所述滑台32下侧端面固定连接有位于所述取芯杆30左侧的拨杆47。
有益地，所述凸轮轴44远休角为两百七十度，所述锥齿轮55与所述副锥齿轮56传动比为一比一，因此所述电机轴20与所述凸轮轴44同步转动，使得所述凸轮轴44在所述电机轴20空转的四分之一圈时间内能带动所述取芯杆30实现取芯运动。
根据实施例，以下对分度装置103进行详细说明，所述分度装置103包括与所述动力腔12上侧内壁转动连接且上下延伸的所述电机轴20，所述电机轴20上动力连接有固定连接于所述动力腔12上侧内壁的低速电机22，所述分度齿轮21固定连接于所述电机轴20上且位于所述低速电机22下侧，所述电机轴20上固定连接有位于所述低速电机22下侧且与所述副锥齿轮56啮合连接的锥齿轮55，所述动力腔12上侧内壁转动连接有位于所述电机轴20右侧且上下延伸的分度轴25，所述大齿轮23固定连接于所述分度轴25上，所述大齿轮23下侧端面环向阵列分布有四个凸块26，所述分度轴25上固定连接有位于所述大齿轮23下侧的夹持盘38，所述夹持盘38上环向阵列分布有四个所述机械爪105。
根据实施例，以下对卸料装置104进行详细说明，所述卸料装置104包括与所述动力腔12右侧内壁固定连接且位于所述滑台32上侧的凸台31，所述凸台31上固定连接有推杆28，所述推杆28上端固定连接有可与所述凸块26抵接的横板27，所述横板27下侧端面与所述凸台31之间连接有复位弹簧29，所述推杆28下端固定连接有可与所述机械爪105抵接并可使所述机械爪105释放锂电池的半圆推块54。
根据实施例，以下对机械爪105进行详细说明，以后侧的所述机械爪105为例，所述机械爪105包括环向阵列分布于所述夹持盘38内的四个电池外壳腔53，所述电池外壳腔53上滑动连接有左右对称的两个固定杆49，所述固定杆49靠近对称中心一侧端面固定连接有可与所述半圆推块54抵接的楔形块50，所述固定杆49远离对称中心一侧端面与所述夹持腔52右侧内壁之间连接有夹持弹簧51，所述固定杆49上固定连接有位于所述楔形块50上方的机械爪指33，所述机械爪指33靠近对称中心一侧端面上固定连接有防滑橡胶块48。
以下结合图1至图5对本文中的一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备的使用步骤进行详细说明：
开始时，分度齿轮21处于四分之三的啮合区起始处，凸轮43处于远休止角起始处，右侧的凸块26与横板27抵接使推杆28下移，半圆推块54与右侧的两个楔形块50抵接使右侧的两个机械爪指33向远离对称中心一侧移动，使右侧的机械爪105处于非夹持状态。
工作时，将废旧锂电池从置料口39放入动力腔12内并被后侧的两个机械爪指33所夹持，之后同时启动低速电机22、高速电机13，高速电机13通过圆锯轴14带动两个圆锯15转动，低速电机22通过电机轴20带动分度齿轮21转动，分度齿轮21通过啮合连接带动大齿轮23、大齿轮23上的右侧凸块26与横板27相脱离，使得推杆28在复位弹簧29的弹力作用上移使半圆推块54与右侧的两个楔形块50脱离接触，从而使大齿轮23通过分度轴25带动夹持盘38转动，夹持盘38带动被左侧的两个机械爪指33夹持的废旧锂电池向前侧转动，使两个圆锯15分别切割废旧锂电池的正负极盖板，当切割完成后负极盖板直接落入正极盖板腔41中，正极盖板被拨杆47拨落到负极盖板腔40中，同时电机轴20通过锥齿轮55、副锥齿轮56、凸轮轴44带动凸轮43转动并进入远休止角区，当分度齿轮21转过四分之三圈后，分度齿轮21进入非啮合区，此时夹持盘38转过四分之一圈，凸轮43进入工作区，通过凸轮滑道42带动滑轮46、凸轮杆45先向下移动、凸轮杆45通过连杆19、摇杆24带动取芯杆30向下移动将被切割后的锂电池中的电芯推入到电芯腔35中，之后凸轮滑道42带动滑轮46、凸轮杆45向上移动，凸轮杆45通过连杆19、摇杆24带动取芯杆30复位，同时横板27再次与转动到右侧的凸块26抵接，半圆推块54使右侧的两个机械爪指33解除对已去芯的电池外壳的夹持，使电池外壳落入电池外壳腔53中，同时废旧锂电池各拆卸部件中的电解液均可通过滤板36流入电解液腔37内，从而完成对废旧锂电池的拆卸回收工作。
本发明的有益效果是：本发明为一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，其中的分度机构通过非完整齿轮能实现主加工盘每转过四分之一圈有一个间歇时段，切割机构在加工盘转动过程中能将锂电池正负极盖板去除并将盖板输送到盖板储存处，而取电芯机构通过与分度机构联动使得去电芯装置能在间歇时段将无盖板的锂电池电芯取出并所述到电芯储存处，卸料机构能将去电芯的锂电池外壳输送入外壳储存处，同时电解液回收装置能将各储存处的电解液进行回收，HF气体通过排气泵输送到外部空气处理设备中，因此本发明能代替人工拆解，避免锂电池拆解过程中对人体产生的危害，同时拆解过程中直接对锂电池不同部件进行分类储存，从而解决了后期分拣回收难度较大的问题。
通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。
Claims (8)
1.一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，包括机箱；
所述机箱内设有开口朝右的动力腔，所述动力腔内设有用于切割锂电池正负极盖板的切割装置，所述动力腔内设有位于所述切割装置上方的取电芯装置，所述取电芯装置通过固定于所述动力腔左侧内壁上的机架杆，与所述机架杆右端铰接的连杆，与所述连杆右端铰接的摇杆，与所述摇杆右端铰接的取芯杆，所述连杆通过所述摇杆带动所述取芯杆向下移动将电芯从锂电池中取出；
所述动力腔内设有位于所述取电芯装置上方的分度装置，所述分度装置通过转动连接于所述动力腔内的电机轴上的分度齿轮，与所述分度齿轮啮合连接的大齿轮，所述分度齿轮为四分之三齿轮，使得所述分度齿轮带动所述大齿轮每转过四分之一圈有一个间歇时间让所述取电芯装置进行取芯运动，所述取电芯装置内设有四个用于夹持锂电池的机械爪，所述动力腔内设有所述分度装置右下侧的用于将电池外壳输送到储存处的卸料装置。
2.如权利要求1所述的一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，其特征在于：所述动力腔左侧端面上固定连接有排气泵，所述动力腔左侧内壁上设有使所述排气泵与所述动力腔相通的吸气孔，所述动力腔内设有位于所述取电芯装置下侧的电解液腔，所述动力腔内设有位于所述电解液腔上侧的正极盖板腔，所述动力腔内设有位于所述正极盖板腔前侧且位于所述电解液腔上侧的负极盖板腔，所述动力腔内设有位于所述负极盖板腔右侧且位于所述电解液腔上侧的电芯腔；
所述动力腔内设有位于所述电芯腔后侧且与所述电解液腔相通的电池外壳腔，所述正极盖板腔、所述负极盖板腔、所述电芯腔、所述电池外壳腔均与所述电解液腔相通且相通处设有滤板，所述动力腔右侧开口处转动连接有箱门，所述动力腔后侧内壁上设有开口朝后的用于放置待拆卸锂电池的置料口，所述排气泵将拆解锂电池时产生的废气抽出到外部的空气处理设备中。
3.如权利要求1所述的一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，其特征在于：所述切割装置包括转动连接于所述动力腔内且上下延伸的圆锯轴，所述圆锯轴上动力连接有固定连接于所述动力腔下侧内壁的高速电机，所述圆锯轴上自下而上阵列分布有均位于所述高速电机上侧的两个圆锯。
4.如权利要求1或3所述的一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，其特征在于：所述取电芯装置包括转动连接于所述动力腔前侧内壁且位于所述圆锯轴右上侧的凸轮轴，所述凸轮轴上固定连接有凸轮，所述凸轮上设有凸轮滑道，所述凸轮轴上固定连接有位于所述凸轮后侧的副锥齿轮，所述机架杆位于所述凸轮轴左上侧且固定连接于所述动力腔左侧内壁上，所述连杆中端下侧固定连接有凸轮杆，所述凸轮杆下端铰接有与所述凸轮滑道滑动连接的滑轮，所述动力腔右侧内壁上固定连接有与所述取芯杆滑动连接的滑台，所述滑台下侧端面固定连接有位于所述取芯杆左侧的拨杆。
5.如权利要求4所述的一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，其特征在于：所述凸轮轴远休角为两百七十度，所述锥齿轮与所述副锥齿轮传动比为一比一。
6.如权利要求1或4所述的一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，其特征在于：所述分度装置包括与所述动力腔上侧内壁转动连接且上下延伸的所述电机轴，所述电机轴上动力连接有固定连接于所述动力腔上侧内壁的低速电机，所述分度齿轮固定连接于所述电机轴上且位于所述低速电机下侧，所述电机轴上固定连接有位于所述低速电机下侧且与所述副锥齿轮啮合连接的锥齿轮，所述动力腔上侧内壁转动连接有位于所述电机轴右侧且上下延伸的分度轴，所述大齿轮固定连接于所述分度轴上，所述大齿轮下侧端面环向阵列分布有四个凸块，所述分度轴上固定连接有位于所述大齿轮下侧的夹持盘，所述夹持盘上环向阵列分布有四个所述机械爪。
7.如权利要求1或6所述的一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，其特征在于：所述卸料装置包括与所述动力腔右侧内壁固定连接且位于所述滑台上侧的凸台，所述凸台上固定连接有推杆，所述推杆上端固定连接有可与所述凸块抵接的横板，所述横板下侧端面与所述凸台之间连接有复位弹簧，所述推杆下端固定连接有可与所述机械爪抵接并可使所述机械爪释放锂电池的半圆推块。
8.如权利要求1或6或7所述的一种废旧圆柱形锂电池拆解回收设备，其特征在于：以后侧的所述机械爪为例，所述机械爪包括环向阵列分布于所述夹持盘内的四个电池外壳腔，所述电池外壳腔上滑动连接有左右对称的两个固定杆，所述固定杆靠近对称中心一侧端面固定连接有可与所述半圆推块抵接的楔形块，所述固定杆远离对称中心一侧端面与所述夹持腔右侧内壁之间连接有夹持弹簧，所述固定杆上固定连接有位于所述楔形块上方的机械爪指，所述机械爪指靠近对称中心一侧端面上固定连接有防滑橡胶块。
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