CN111370796B - 一种废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置与方法，所述装置包括拆解设备和分离设备，所述拆解设备包括导轨输送平台；可在导轨上移动的层叠式动力电池紧固装置；轨迹可设定的切割装置；可分离切割外包装后极芯的抓取装置，所述正负极片分离装置进一步包括输送平台；抓取装置；牵引装置；正、负极片刮板；正、负极片收集槽。上述装置能够实现废旧层叠式动力电池铝塑外壳的切割与分离，并能根据电芯极片层叠的结构特点，实现正极片、负极片与完整隔膜的分离且整个分离过程简单、高效，不会有任何杂质污染物引入。正负极片分离后进行单独回收处理，能显著提高后续正、负极活性材料和铜、铝箔的回收率和回收纯度。

Description

一种废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置与方法

技术领域

本发明涉及电池回收利用技术领域，具体涉及一种废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置与方法。

背景技术

目前，随着电动汽车长续航里程的迫切需求，电池的轻量化、高能量密度技术路线成电池行业共识，软包电池为代表的层叠式动力电池以其重量轻、能量密度高、内阻小、循环寿命长、成本低等优势受到车企的广泛青睐。所谓层叠式电池是指内部正/负极片分别引出正极耳、负极耳，正/负极片通过隔膜分隔成层叠式结构封装在注入电解液的铝塑膜袋内，正极耳、负极耳外露在封装的铝塑膜袋外。

层叠式动力电池以其独特的优势在电动汽车的电池的使用上开始大幅上升。然而目前针对动力电池的回收方法主要是拆解、破碎再采用物理和化学等手段进行有价金属等的回收，这种将电池拆解后直接破碎的方法不仅会造成整个分离回收的工艺冗长、繁琐，而且导致后续的正极活性材料中有价金属的回收中会引入大量的杂质，使后续回收增加多段除杂过程且回收的产品品质不高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置，该装置结构简单，可将正极片、负极片以及隔膜直接分开，便于后续极片的单独处理。

本发明的另一目的在于提供一种废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离方法，该方法可将正极片、负极片以及隔膜直接分开，分离过程连续，速度快，效率高，实现正、负极片的快速分离便于后续极片的单独处理。

为了实现上述目的，本发明提供一种废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置，所述装置包括拆解装置和分离装置，所述拆解装置位于整套装置的前端，其中：

所述拆解装置进一步包括导轨输送平台；可在导轨上移动的电池紧固装置；轨迹可设定的切割装置；可分离切割外包装后电芯的抓取装置，其中：

所述导轨输送平台将固定有废旧层叠式动力电池的紧固装置输送至所述切割装置及电芯抓取装置下方；

该动力电池紧固装置设置在导轨上，利用周围的紧固件将电池的外壳边缘咬合固定；

所述切割装置固定在龙门架上，利用切割装置上的切割刀片沿着电池的边缘紧固处切开整个外壳及正、负极极耳；

所述的抓取装置固定在高度和角度可调节的支架上，利用抓取机拿掉切割后电池的上层外壳，抓取内部电芯的隔膜的首端并移送至正负极片分离装置；

所述正负极片分离装置进一步包括咬合与牵引装置、极片刮板、极片收集槽，其中：

所述咬合与牵引装置能够咬合前面抓取装置7移送过来的隔膜的首端并牵引隔膜在滚筒上滑动，实现层叠的隔膜的拉伸、张紧、移动与收集；

所述极片刮板包括正极片刮板和负极片刮板，当废旧层叠式动力电池全部以固定方向进入拆解装置后，根据其层叠式的构造，在隔膜拉伸收集的过程中相同极片全部在隔膜的一侧，利用极片的刮板设置在隔膜的上、下面实现极片的分离与富集；

所述极片收集槽包括正极片收集槽和负极片收集槽，极片收集槽均设置在相应刮板的下方用于收集刮掉的极片。

更进一步地，所述电池紧固装置可以在导轨上移动至指定位置，根据层叠式动力电池的规格调节大小。

更进一步地，所述切割装置可以调节高度，根据电池的规格设定切割刀片的行驶轨迹。

更进一步地，所述电芯的抓取装置为全自动抓取机，可以自动调节抓取高度，抓取位置。

更进一步地，所述咬合与牵引装置，可以根据卷绕或拉伸的方式实现隔膜的移动与回收。

更进一步地，所述极片刮板固定在转轴上，可自动调节转动弧度。

更进一步地，所述极片收集槽为不锈钢材质，槽内为低浓度碱液，极片浸没在溶液中减少极片上电解液的挥发。

本发明还提供一种废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离方法，采用上述的废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置，包括以下步骤：

(1)将废旧层叠式动力电池以固定方向放入紧固装置里，紧固装置周围的紧固件将电池的外壳边缘咬合固定；

(2)在紧固装置上固定的电池沿导轨8移动到切割装置的下方，切割刀片沿着电池的边缘紧固处切开整个外壳及正、负极极耳；

(3)切割后的电池移动到抓取装置的下方，抓取机拿掉切割掉的上层外壳，并抓取内部电芯的隔膜的首端并移送至分离装置中的咬合与牵引装置；

(4)咬合与牵引装置咬合前面抓取装置移送过来的隔膜的首端并牵引隔膜在滚筒11上滑动，层叠的隔膜被慢慢拉伸张开，在牵引力下缓缓移动，不同的极片贴合在隔膜上下层随隔膜移动；

(5)正极片刮板设置在隔膜的上面，负极片刮板设置在隔膜的下面，极片在随隔膜移动的过程中被刮板刮取下来并掉落到正极片收集槽和负极片收集槽中；

步骤(1)到步骤(5)循环往复进行。

更进一步地，所述步骤(1)将废旧电池再次放入紧固装置的同时，能够将前面切割的剩余外壳顶出。

本发明的有益效果在于：

本发明提供一种废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置与方法，该装置及方法采用直接分离后再单独回收处理的方法不仅能缩短回收流程更能极大地提高回收各产品的品质和回收率。

附图说明

图1为本发明的废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置一优选实施例的结构示意图。

图2为正负极片分离的工作状态局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明提供一种废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置，如图1所示，所述装置包括拆解装置和分离装置，所述拆解装置位于整套装置的前端，其中各部件的连接及工作过程为：

拆解装置进一步包括导轨输送平台1；可在导轨上移动的层叠式动力电池紧固装置3；轨迹可设定的切割装置5；可分离切割外包装后电芯的抓取装置7，其中：

所述导轨输送平台1将固定有电池2的紧固装置3输送至所述切割装置5及抓取装置7下方；

所述电池紧固装置设置在导轨8上，可以根据需要在导轨8上移动至指定位置，根据电池的规格调节大小，利用周围的紧固件将电池的外壳边缘咬合固定；

所述切割装置5固定在龙门架4上，可以根据需要调节高度，根据电池的规格设定切割刀片的行驶轨迹，利用切割装置5上的切割刀片沿着电池的边缘紧固处切开整个外壳及正、负极极耳；

所述的抓取装置7固定在高度和角度可调节的支架6上，装置为全自动抓取机，可以根据需要自动调节抓取高度，抓取位置，利用抓取机拿掉切割后电池的上层外壳，抓取内部电芯的隔膜的首端并移送至正负极片分离装置；

所述正负极片分离装置进一步包括咬合与牵引装置12、极片刮板10和13、极片收集槽9和14，其中：

所述咬合与牵引装置12能够咬合前面抓取装置移送过来的隔膜的首端并牵引隔膜在滚筒上滑动，实现层叠的隔膜的拉伸、张紧、移动与收集；

所述极片刮板包括正极片刮板13和负极片刮板10，刮板固定在转轴上，可根据需要自动调节转动弧度，当废旧层叠式动力电池全部以正极片在隔膜上面的方向进入拆解装置后，在隔膜拉伸收集的过程中正极片集中在隔膜上，负极片在隔膜下方，由刮板刮入极片收集槽中；

所述极片的收集槽包括正极片收集槽14和负极片收集槽9，收集槽均设置在相应刮板的下方，收集槽为耐腐蚀的材质，槽内为低浓度碱液，极片浸没在溶液中减少极片上电解液的挥发。

本发明提供的废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离方法，该方法包括以下步骤：

(1)将废旧层叠式动力电池以固定方向放入紧固装置3里，紧固装置3周围的紧固件将电池的外壳边缘咬合固定；

(2)在紧固装置3上固定的电池沿导轨移动到切割装置5的下方，切割刀片沿着电池的边缘紧固处切开整个外壳及正、负极极耳；

(3)切割后的电池移动到抓取装置7的下方，抓取装置7拿掉切割掉的上层外壳，并抓取内部电芯的隔膜的首端并移送至分离装置中的咬合与牵引装置12；

(4)咬合与牵引装置12咬合前面抓取装置移送过来的隔膜的首端并牵引隔膜在滚筒11上滑动，层叠的隔膜被慢慢拉伸张开，在牵引力下缓缓移动，不同的极片贴合在隔膜上下层随隔膜移动；

(5)极片刮板10和13设置在隔膜的上、下面并紧紧贴合隔膜，极片在随隔膜移动的过程中被刮板刮取下来并掉落到极片收集槽9和14中；

步骤(1)到步骤(5)循环往复进行。

本发明在废旧层叠式动力电池的回收工艺中不采用破碎的方法而是根据电池的结构特点，将正极片、负极片以及隔膜直接分开，再专门针对分开后的正极片、负极片进行单独的有价金属的分离、回收工艺。这种直接分离后再单独回收处理的方法不仅能缩短回收流程更能极大地提高回收各产品的品质和回收率。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置，其特征在于，所述装置包括拆解装置和分离装置，电池经拆解装置拆解除外壳后再经分离装置实现正极片、负极片以及隔膜的分离，其中：

所述拆解装置进一步包括导轨输送平台；可在导轨上移动的电池紧固装置；轨迹可设定的切割装置；可分离切割外包装后电芯的抓取装置，其中：

所述导轨输送平台将固定有电池的紧固装置输送至所述切割装置及电芯抓取装置下方；

该层叠式动力电池紧固装置设置在导轨上，利用周围的紧固件将电池的外壳边缘咬合固定；

所述切割装置固定在龙门架上，利用切割装置上的切割刀片沿着电池的边缘紧固处切开整个外壳及正、负极极耳；

所述的抓取装置固定在高度和角度可调节的支架上，利用抓取机拿掉切割后电池的上层外壳，抓取内部电芯的隔膜的首端并移送至分离装置；

所述分离装置进一步包括咬合与牵引装置、极片刮板、极片收集槽，其中：

所述咬合与牵引装置能够咬合前面抓取装置移送过来的隔膜的首端并牵引隔膜在滚筒上滑动，实现层叠的隔膜的拉伸、张紧、移动与收集；

所述极片刮板包括正极片刮板和负极片刮板，当层叠式动力电池全部以固定方向进入拆解装置后，根据其层叠式的构造，在隔膜拉伸收集的过程中相同极片全部在隔膜的一侧，利用极片的刮板设置在隔膜的上、下面实现极片的分离与富集；

所述极片收集槽包括正极片收集槽和负极片收集槽，极片收集槽均设置在相应刮板的下方用于收集刮掉的极片；

所述层叠式动力电池紧固装置可以在导轨上移动至指定位置，根据电池的规格调节大小；

所述切割装置可以调节高度，根据电池的规格设定切割刀片的行驶轨迹；

所述电芯的抓取装置为全自动抓取机，可以自动调节抓取高度，抓取位置。

2.根据权利要求1所述废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置，其特征在于，所述咬合与牵引装置，可以根据卷绕或拉伸的方式实现隔膜的移动与回收。

3.根据权利要求1所述废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置，其特征在于，所述极片刮板固定在转轴上，可自动调节转动弧度。

4.根据权利要求1所述废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置，其特征在于，所述极片收集槽为不锈钢材质，槽内为低浓度碱液，极片浸没在低浓度碱液中减少极片上电解液的挥发。

5.一种废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离方法，使用如权利要求1-4任一项所述的废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离装置，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将废旧层叠式动力电池放入紧固装置里，紧固装置周围的紧固件将电池的外壳边缘咬合固定；

（2）在紧固装置上固定的电池沿导轨移动到切割装置的下方，切割刀片沿着电池的边缘紧固处切开整个外壳及正、负极极耳；

（3）切割后的电池移动到抓取装置的下方，抓取机拿掉切割掉的上层外壳，并抓取内部电芯的隔膜的首端并移送至分离装置中的咬合与牵引装置；

（4）咬合与牵引装置咬合前面抓取装置移送过来的隔膜的首端并牵引隔膜在滚筒上滑动，层叠的隔膜被慢慢拉伸张开，在牵引力下缓缓移动，不同的极片贴合在隔膜上下层随隔膜移动；

（5）正极片刮板设置在隔膜的上面，负极片刮板设置在隔膜的下面，极片在随隔膜移动的过程中被刮板刮取下来并掉落到正极片收集槽和负极片收集槽中；

步骤（1）到步骤（5）循环往复进行。

6.根据权利要求5所述的废旧层叠式动力电池拆解及正负极片分离方法，其特征在于，所述步骤（1）将废旧电池再次放入紧固装置的同时，能够将前面切割的剩余外壳顶出。

Images