CN112331948B - 一种废旧动力锂电池电极材料分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池回收技术领域，具体公开了一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，包括机架，所述机架上分别安装有电池电极材料分离单元、电池极片夹持单元、传动单元、动力输出单元，所述电池电极材料分离单元包括固定于机架顶面的分离单元箱体、转动设置于分离单元箱体内的螺旋滚刀组、滑动设置于分离单元箱体内的定位保持架，所述电池夹片夹持单元相对地设置于分离单元箱体的两侧，所述动力输出端元通过传动单元分别驱动螺旋滚刀组转动和电池极片夹持单元水平往复移动。本发明可以实现电池电极片表层电极材料的充分分离，减少传统电池极片电极材料回收过程中的损失，并且提高回收产物铜箔、铝箔的纯度。
Description
技术领域
本发明涉及电池回收技术领域，具体为一种废旧动力锂电池电极材料分离装置。
背景技术
21世纪以来，新能源汽车已成为世界各国实现节能减排的重点发展方向之一。到2020年，我国新能源汽车年产量已达到200万辆，累计产量超过500万辆。随着新能源汽车使用量的快速增加，动力锂电池报废量将逐年递增。
废动力锂电池如果处置不当，其所含的有机物和贵金属会对环境构成危害，而另一方面废动力电池正极中的铝箔、磷酸铁锂，负极中的铜箔等都具有极高的回收价值。
目前电池回收行业广泛采用的技术流程为：电池经解卷得到的内芯，经过热处理和物理破碎后，进行风选、磁选等回收其中的铜箔和铝箔。这就难免造成破碎过程中铜、铝的损失，以及存在分选导致的回收物纯度不达标等问题。
因此亟需提供一种废旧动力锂电池电极材料分离装置来解决上述问题。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提出了一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，以解决在传统电池回收技术路线下，由于破碎造成的电池极片材料损失和由于分选方法造成的回收物纯度不达标的问题。
为实现上述效果，本发明采用的技术方案为：
一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，包括机架，所述机架上分别安装有电池电极材料分离单元、电池极片夹持单元、传动单元、动力输出单元；
所述电池电极材料分离单元包括固定于机架顶面的分离单元箱体、转动设置于分离单元箱体内的螺旋滚刀组、滑动设置于分离单元箱体内的定位保持架；
所述电池极片夹持单元相对地设置于分离单元箱体的两侧；
所述动力输出单元通过传动单元分别驱动螺旋滚刀组转动和电池极片夹持单元水平往复移动。
进一步的，所述螺旋滚刀组包括转动安装于分离单元箱体内的固定螺旋滚刀排组和转动安装于定位保持架上的活动螺旋滚刀排组，固定螺旋滚刀排组所在平面与活动螺旋滚刀排组所在平面平行设置。
进一步的，所述固定螺旋滚刀排组与活动螺旋滚刀排组均包括若干个等距分布的螺旋滚刀组件，固定螺旋滚刀排组与活动螺旋滚刀排组的螺旋滚刀组件相对应地排列或依次交替排列。
进一步的，所述螺旋滚刀组件包括中心刀轴、固定于中心刀轴上的刀片安装架和刀片辅助支撑架，所述刀片安装架的外圆面上固定连接有若干个等间距分布的螺旋状的滚刀刀片，所述滚刀刀片的中部嵌装于刀片辅助支撑架的外侧，多个滚刀刀片整体呈圆柱筒状结构。
进一步的，所述机架的顶面上固定设置有气缸支撑台，所述气缸支撑台的顶部安装有至少一个气缸，所述气缸的输出轴端伸入所述分离单元箱体内并与所述定位保持架的侧面固定连接。
进一步的，所述电池极片夹持单元包括固定于分离单元箱体侧面并与分离单元箱体内部连通的夹持单元箱体、滑动设置于夹持单元箱体内的腔体滑块；
所述腔体滑块靠近分离单元箱体一侧侧面上固定安装有位于分离单元箱体内的气动夹爪，腔体滑块远离气动夹爪的一侧活动连接有与传动单元动力输出端相连接的连杆。
进一步的，所述腔体滑块内设置有连杆移动导轨，腔体滑块的侧壁上开设有位于连杆移动导轨外侧的连杆移动槽口，所述连杆位于连杆移动槽口内且连杆的一端部滑动套接于连杆移动导轨的外部。
进一步的，所述分离单元箱体的侧面固定设置有若干个滑块导杆，所述滑块导杆滑动插接于腔体滑块内，滑块导杆上套设有连接于分离单元箱体侧面和腔体滑块侧面之间的复位弹簧。
进一步的，所述传动单元包括垂直转动安装于机架上的传动轴、固定于传动轴一端的动力输入传动锥齿轮、固定于传动轴另一端的偏心轮、固定于传动轴中部的轮系动力传动锥齿轮；
所述动力输入传动锥齿轮与动力输出单元的动力输出端传动连接，所述偏心轮的端面远离传动轴的一侧固定设置有与电池极片夹持单元动力输入端相连接的转动连接件，轮系动力传动锥齿轮传动连接有安装于机架上的齿轮传动系统。
进一步的，所述传动单元还包括安装于机架内且水平设置的蜗轮蜗杆传动组件，所述蜗轮蜗杆传动组件的动力输入端与齿轮传动系统的动力输出端传动连接，蜗轮蜗杆传动组件的动力输出端与螺旋滚刀组的动力输入端传动连接。
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过设置双排螺旋滚刀组，每排包括若干个等距分布的螺旋滚刀组件，每个螺旋滚刀组件由多条螺旋切削刃组成，两排螺旋滚刀切削刃与气动夹爪夹持单元等装置的相互协调配合运动，可以实现电池电极片表层电极材料的充分分离，减少传统电池极片电极材料回收过程中的损失，并且提高回收产物铜箔、铝箔的纯度；
2、本发明通过设置可移动的定位保持架，并在定位保持架的顶部和底部分别设置电池极片的进料口和出料口，将一排螺旋滚刀组安装在定位保持架上，便于电池极片进料后的自动定位和夹持，以及电池极片表层材料与电池极片分离后的自动出料和分别收集，提升了分离操作的工作效率。
3、本发明通过在双排螺旋滚刀组的左右两侧设置夹持单元，实现电池极片在表层材料分离过程中的夹持；同时，通过偏心连杆机构实现两个夹持单元的同步水平往复移动，使得电池极片表层物的分离操作更加彻底。
4、本发明的电池极片收集槽设置在分离单元的外部底侧，并且分离单元和传动单元均设置于机架内部，使收集槽与工作部位相互隔离，提升了分离物收集操作的安全性。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的剖视结构示意图；
图3为所述机架的立体结构示意图；
图4为所述分离单元箱体的立体结构示意图之一；
图5为所述分离单元箱体的立体结构示意图之二；
图6为所述定位保持架的立体结构示意图；
图7为本发明电池电极材料分离单元的内部结构示意图；
图8为所述螺旋滚刀组件的立体结构示意图；
图9为图7中A部的放大结构示意图；
图10所述气动夹爪的立体结构示意图；
图11为本发明的传动系统分布立体结构示意图；
图12为所述传动单元的立体结构示意图；
图13为所述齿轮传动系统的立体结构示意图；
图14为所述蜗轮蜗杆传动组件的立体结构示意图；
图15为所述蜗轮蜗杆传动组件的剖视结构示意图。
其中：1机架、11立柱、12电机安装板、13隔离箱、131物料排出腔、132收集槽插接口、133腰型槽孔、134支撑套筒、14隔板、141蜗轮传动组件滑轨、2电池电极材料分离单元、21分离单元箱体、211进料口、212出料口、213电池极片收集槽、214保持架移动滑槽、215固定螺旋滚刀安装板、22螺旋滚刀组、221固定螺旋滚刀排组、2211中心刀轴、2212刀片安装架、2213刀片辅助支撑架、2214滚刀刀片、222活动螺旋滚刀排组、23定位保持架、231侧板、232上保持板、233下保持板、2331极片移动出料口、2332活动螺旋滚刀移动槽口、234中保持板、3电池极片夹持单元、31夹持单元箱体、32腔体滑块、321连杆移动槽口、33气动夹爪、331夹爪气缸、332夹爪安装板、333U型连接件、334夹爪连杆、335机械爪、336夹爪导槽、34连杆、35连杆移动导轨、36滑块导杆、37复位弹簧、4动力输出单元、41第一电机、42第二电机、43动力输出传动锥齿轮、5气缸支撑台、6气缸、7传动单元、71传动轴、72动力输入传动锥齿轮、73偏心轮、74轮系动力传动锥齿轮、75转动连接件、8齿轮传动系统、81动力输入直齿轮、82动力输出直齿轮、83动力输入锥齿轮、9蜗轮蜗杆传动组件、91蜗轮壳体、92蜗杆轴、93蜗轮基座、94蜗轮、95蜗杆、96蜗杆传动动力输入齿轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，包括机架1，机架1上分别安装有电池电极材料分离单元2、电池极片夹持单元3、传动单元7、动力输出单元4；
电池电极材料分离单元2包括固定于机架1顶面的分离单元箱体21、转动设置于分离单元箱体21内的螺旋滚刀组22、滑动设置于分离单元箱体21内的定位保持架23；
电池极片夹持单元3相对地设置于分离单元箱体21的两侧；
动力输出单元4通过传动单元7分别驱动螺旋滚刀组22转动和电池极片夹持单元3水平往复移动。
如图3所示，机架1包括四根立柱11、位于立柱11中部的电机安装板12、位于立柱11顶部的隔离箱体13，所述隔离箱体13内水平设置有隔板14。其中，立柱11、电机安装板12、隔离箱体13和隔板14通过焊接、螺栓连接等任意一种机械连接方式固定连接，形成一体式的机架结构。隔离箱体13的中部设置有物料排出腔131，隔离箱体13的侧壁设置有与物料排出腔131连通的物料排出口，隔离箱体13的顶面中心处开设有收集槽插接口132。
如图4所示，分离单元箱体21为单侧开口的方形箱体，其两侧内壁上分别设置有上下两层平行设置的保持架移动滑槽214。如图6所示，定位保持架23包括侧板231、固定于侧板231顶部的上保持板232、固定于侧板231底部的下保持板233。侧板231为方形板，其轮廓与分离单元箱体21的侧向开口相匹配，使定位保持架23可自由出入分离单元箱体21内；上保持板232和下保持板233的两侧端分别突出于侧板231的两侧面并滑动嵌入保持架移动滑槽214内，使得定位保持架23在分离单元箱体21内壳水平移动。
如图1和图7所示，机架1的顶面上固定设置有气缸支撑台5，气缸支撑台5的顶部安装有两个气缸6，气缸6的输出轴端伸入分离单元箱体21内并与定位保持架23的侧面固定连接，通过气缸6驱动定位保持架23在分离单元箱体21内水平往复移动，且气缸6的推杆收缩状态的极限行程位置对应定位保持架23的初始位置、气缸6的推杆伸出状态的极限行程位置对应定位保持架23的工作位置。
分离单元箱体21的顶面开设有进料口211、底面开设有出料口212，进料口211和出料口212均为条形槽口结构，且长度均大于电池极片的长度、宽度均大于电池极片的宽度，使得待分离操作的电池极片可由进料口211进入分离单元箱体21内，分离操作完成后的电池极片由出料口212排出分离单元箱体21。进料口211位于出料口212靠近定位保持架23的一侧，下保持板233上设置有极片移动出料口2331。定位保持架23在分离单元箱体21内的初始位置时，极片移动出料口2331位于进料口211的正下方，使得待分离操作的电池极片由进料口211进入分离单元箱体21内后自然落入极片移动出料口2331内；定位保持架23移动至分离单元箱体21内的极限位置时极片移动出料口2331位于出料口212的正上方，使得分离操作完成后的电池极片处于自由状态时可自然落入出料口212内。
出料口212的下方设置有电池极片收集槽213，分离单元箱体21固定安装于隔离箱13顶面上后，电池极片收集槽213插入隔离箱体13顶面的收集槽插接口132内，使得电池极片分离操作完成后的表层分离物和极片通过电池极片收集槽213进入物料排出腔131，再由物料排出口送出。
如图7所示，螺旋滚刀组22包括转动安装于分离单元箱体21内的固定螺旋滚刀排组221和转动安装于定位保持架23上的活动螺旋滚刀排组222，固定螺旋滚刀排组221所在平面与活动螺旋滚刀排组222所在平面平行设置。当定位保持架23位于初始位置时，固定螺旋滚刀排组221与活动螺旋滚刀排组222之间的间距大于待分离的电池极片的宽度，使得电池极片由进料口211进入分离单元箱体21内后位于固定螺旋滚刀排组221与活动螺旋滚刀排组222之间，气缸6的推杆达到最大行程时，两排滚刀之间距离大约为2-3mm，电池极片被夹在双排滚刀之间，以便后续的表层电极材料分离工序。
固定螺旋滚刀排组221与活动螺旋滚刀排组222均包括若干个等距分布的螺旋滚刀组件，固定螺旋滚刀排组221与活动螺旋滚刀排组222的螺旋滚刀组件相对应地排列或依次交替排列。本实施例中，固定螺旋滚刀排组221与活动螺旋滚刀排组222均包括三个等距分布的螺旋滚刀组件，且两个排组内的螺旋滚刀组件两两对应分布。
如图8所示，所述螺旋滚刀组件包括中心刀轴2211、固定于中心刀轴2211上的刀片安装架2212和刀片辅助支撑架2213，刀片安装架2212的外圆面上焊接固定连接有12个等间距分布的螺旋状的滚刀刀片2214，滚刀刀片2214的中部嵌装于刀片辅助支撑架2213的外侧，多个滚刀刀片2214整体呈圆柱筒状结构。
如图5所示，分离单元箱体21的顶壁内侧固定连接有固定螺旋滚刀安装板215。固定螺旋滚刀排组221中，每个中心刀轴2211的顶端通过轴承安装于固定螺旋滚刀安装板215内、底端贯穿分离单元箱体21的底壁至隔离箱13内。如图6所示，定位保持架23的侧板231侧面中部固定连接有位于上保持板232和下保持板233之间的中保持板234。活动螺旋滚刀排组222中，每个中心刀轴2211的顶端贯穿中保持板234并通过轴承转动安装于上保持板232上、底端依次贯穿下保持板233和分离单元箱体21的底壁至隔离箱13内。优选的，隔离箱13的顶面及分离单元箱体21的底壁上均开设有三个腰形槽孔133，活动螺旋滚刀排组222的中心刀轴2211底部轴端分别对应位于腰型槽孔133内，以适应活动螺旋滚刀排组222的纵向水平移动的功能需求。
优选的，下保持板233的侧面设置有与活动螺旋滚刀排组222的中心刀轴2211相对应的活动螺旋滚刀移动槽口2332，使得固定螺旋滚刀排组221与活动螺旋滚刀排组222能够顺利靠近并将电池极片夹在双排滚刀之间。
如图2所示，所述电池极片夹持单元3包括固定于分离单元箱体21侧面并与分离单元箱体21内部连通的夹持单元箱体31、滑动设置于夹持单元箱体31内的腔体滑块32。具体的，分离单元箱体21的侧面固定设置有四个滑块导杆36，滑块导杆36滑动插接于腔体滑块32内，使得腔体滑块32可沿滑块导杆36水平移动。
腔体滑块32靠近分离单元箱体21一侧侧面上固定安装有位于分离单元箱体21内的气动夹爪33。如图10所示，所述气动夹爪33包括固定安装于腔体滑块32侧面上的夹爪气缸331、螺栓连接固定于夹爪气缸331上的夹爪安装板332、固定连接于夹爪气缸331输出端的U型连接件333，U型连接件333的两侧分别转动连接有夹爪连杆334，夹爪安装板332的侧面两侧分别固定设置有夹爪导槽336，夹爪导槽336滑动嵌装有机械爪335，夹爪连杆334的另一端转动连接于机械爪335的中部。通过夹爪气缸331驱动U型连接件333水平移动，则U型连接件333可通过夹爪连杆334驱动两个机械爪335相互靠近或远离，实现电池极片的分离过程中的夹持和分离完成后的松放。
腔体滑块32远离气动夹爪33的一侧活动连接有与传动单元7动力输出端相连接的连杆34，连杆34在传动单元7的动力驱动下往复摆动，从而驱动腔体滑块32和气动夹爪33水平往复运动，使得气动夹爪33夹持电池极片后可推动电池极片水平往复移动，与两个螺旋滚刀排组相配合，进而完成电池极片表层物的分离操作。
优选的，如图9所示，腔体滑块32内设置有连杆移动导轨35，腔体滑块32的侧壁上开设有位于连杆移动导轨35外侧的连杆移动槽口321，连杆34位于连杆移动槽口321内且连杆34的一端部滑动套接于连杆移动导轨35的外部，以适应连杆34在传动过程中的摆动。
滑块导杆36上套设有连接于分离单元箱体21侧面和腔体滑块32侧面之间的复位弹簧37。
动力锂电池铜箔集流体抗拉强度为121MPa，负极片抗拉强度为15MPa，为保证电池极片电极材料在分离的过程中不被两侧气动夹持单元拉断，应保证气动夹爪加持过程中，极片受到的拉应力小于15MPa，同时保证每次工作时左右两侧对称设置的气动夹持单元的协同运动，即左侧夹持单元向远离螺旋滚刀组的方向移动时，右侧夹持单元亦向左侧移动，以减小电池极片受到的拉应力，对装置做出如下设置和要求：
(1)需对左右两侧夹持单元设置初始工作位：本实施例中要求左侧夹持单元初始工作位为远离螺旋滚刀组的最远端，右侧夹持单元初始工作位为远离螺旋滚刀组的最近端。本发明通过使用弹簧的拉伸作用来实现这一功能。通过计算计算两侧夹持单元初始工作位的极限距离，设计两侧复位弹簧的长度，且左侧的复位弹簧长度大于右侧的复位弹簧的长度。在两侧的复位弹簧的拉伸作用下，保证工作前左右夹持单元均在初始工作位，以达到夹持单元横向移动的协调和统一。
(2)需要左右两侧夹持单元的传动轴在水平面内转向相同，保证螺旋滚刀转向与切削刀刃方向一致，避免滚刀崩刃。为此，本实施例中，动力输出单元4采用左右相对设置的第一电机41和第二电机42实现两路动力同步输出，并通过传动单元7传动后，保证前后两排螺旋滚刀组在水平方向转向相同。
如图11和图12所示，所述传动单元7包括垂直转动安装于机架1上的传动轴71、固定于传动轴71一端的动力输入传动锥齿轮72、固定于传动轴71另一端的偏心轮73、固定于传动轴71中部的轮系动力传动锥齿轮74。如图3所示，隔离箱13的顶面两侧分别垂直固定设置有与隔离箱13内部连通的支撑套筒134，传动轴71的中部通过轴承转动安装于支撑套筒134内。
动力输入传动锥齿轮72与动力输出单元4的动力输出端传动连接。具体的，第一电机41和第二电机42的输出轴端分别固定连接有动力输出传动锥齿轮43，并分别与两个动力输入传动锥齿轮72啮合传动连接，则两个电机可驱动两个传动轴71同向同步转动。
偏心轮73的端面远离传动轴71的一侧固定设置有与电池极片夹持单元3动力输入端相连接的转动连接件75。连杆34远离腔体滑块32的一端开设有连接孔，转动连接件75转动连接于连接孔内。传动轴71带动偏心轮73转动时，转动连接件75通过连杆34驱动腔体滑块32和气动夹爪33水平往复移动。
轮系动力传动锥齿轮74传动连接有安装于机架1上的齿轮传动系统8。如图11和图13所示，齿轮传动系统8包括分别转动安装于隔离箱13内的动力输入直齿轮81和动力输出直齿轮82、与动力输入直齿轮81同轴设置的动力输入锥齿轮83。其中，动力输入直齿轮81和动力输出直齿轮82的轴线平行设置且位于同一水平面内，动力输入直齿轮81和动力输出直齿轮82啮合传动连接；动力输入锥齿轮83与轮系动力传动锥齿轮74传动连接。
传动单元7还包括安装于机架1内且水平设置的蜗轮蜗杆传动组件9。如图14和图15所示，蜗轮蜗杆传动组件9包括蜗轮壳体91、转动安装于蜗轮壳体91内的蜗杆轴92、固定连接于蜗轮壳体91一侧的蜗轮基座93、转动安装于蜗轮基座93内的蜗轮94。蜗杆轴92的两端通过轴承安装于蜗杆壳体91内，蜗杆轴92上一体设置有多个与蜗轮94分别对应啮合传动连接的蜗杆95。本实施例中，单个蜗轮蜗杆传动组件9内的蜗杆95和蜗轮94的数量均为3个，即与固定螺旋滚刀排组221/活动螺旋滚刀排组222内所含螺旋滚刀组件的数量相对应。蜗杆95的一端固定连接有蜗杆传动动力输入齿轮96。
如图11所示，蜗轮蜗杆传动组件9的动力输入端与齿轮传动系统8的动力输出端传动连接，蜗轮蜗杆传动组件9的动力输出端与螺旋滚刀组22的动力输入端传动连接。具体的，蜗轮蜗杆传动组件9为平行设置的两个，其中一个蜗轮蜗杆传动组件9通过螺栓连接固定在隔板14的顶面上，且位于固定螺旋滚刀排组221的正下方，固定螺旋滚刀排组221中每个中心刀轴2211的底端与该蜗轮蜗杆传动组件9的蜗轮94同轴固定连接；该蜗轮蜗杆传动组件9的蜗杆传动动力输入齿轮96与位于右侧的动力输出直齿轮82啮合传动连接。位于右侧的第二电机42驱动对应侧的传动轴71转动时，通过该侧齿轮系统8的传动驱动该蜗轮蜗杆传动组件9传动，进而驱动固定螺旋滚刀排组221中的三个螺旋滚刀组件同步转动。
另一个蜗轮蜗杆传动组件9为活动设置。具体的，隔板14的顶面上固定设置有蜗轮传动组件滑轨141，该蜗轮蜗杆传动组件9的蜗轮壳体91滑动嵌装于蜗轮传动组件滑轨141上，使得该蜗轮蜗杆传动组件9可沿气缸6的推杆伸缩方向水平移动。活动螺旋滚刀排组222中每个中心刀轴2211的底端与该蜗轮蜗杆传动组件9的蜗轮94同轴固定连接；该蜗轮蜗杆传动组件9的蜗杆传动动力输入齿轮96与位于左侧的动力输出直齿轮82啮合传动连接。位于左侧的第一电机41驱动对应侧的传动轴71转动时，通过该侧齿轮系统8的传动驱动该蜗轮蜗杆传动组件9传动，进而驱动活动螺旋滚刀排组222中的三个螺旋滚刀组件同步转动。
本发明的使用过程为：
(1)将经过热处理后的废旧动力锂电池极片从进料口211以竖直的状态放入，同时通过启动气缸工作，推动定位保持架23、活动螺旋滚刀排组222及与其连接的蜗轮蜗杆传动组移动到工作位；此时，活动螺旋滚刀排组222和固定螺旋滚刀排组221将电池极片夹在中间；
(2)当活动的蜗杆传动动力输入齿轮96与位于左侧的动力输出直齿轮82相互啮合后，启动两侧的两个夹爪气缸331同时工作，对称设置的气动夹爪33夹紧电池极片；
(3)启动第一电机41和第二电机42工作，则电池极片在两个夹持单元的夹持下横向移动，两排螺旋滚刀对电池极片上的电极材料进行刮削，分离表层材料；
(4)待表层材料被完全分离后，先关闭第一电机41和第二电机42，启动两个夹爪气缸331同时反向工作，则左右两侧的夹持单元在复位弹簧37的拉伸作用下回到初始工作位，解除对电池极片的夹持作用；
(5)启动气缸6反向工作，则表层材料被分离后的电池极片自然下落，穿过定位保持架23的极片移动出料口2331和分离单元箱体21底部的出料口212，最终落在分离单元箱体21底部的电池极片收集槽213中，在机架1收料口处收集。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)上分别安装有电池电极材料分离单元(2)、电池极片夹持单元(3)、传动单元(7)、动力输出单元(4)；
所述电池电极材料分离单元(2)包括固定于机架(1)顶面的分离单元箱体(21)、转动设置于分离单元箱体(21)内的螺旋滚刀组(22)、滑动设置于分离单元箱体(21)内的定位保持架(23)；
所述螺旋滚刀组(22)包括转动安装于分离单元箱体(21)内的固定螺旋滚刀排组(221)和转动安装于定位保持架(23)上的活动螺旋滚刀排组(222)，固定螺旋滚刀排组(221)所在平面与活动螺旋滚刀排组(222)所在平面平行设置；
所述电池极片夹持单元(3)相对地设置于分离单元箱体(21)的两侧；
所述动力输出单元(4)通过传动单元(7)分别驱动螺旋滚刀组(22)转动和电池极片夹持单元(3)水平往复移动。
2.根据权利要求1所述的一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，其特征在于：所述固定螺旋滚刀排组(221)与活动螺旋滚刀排组(222)均包括若干个等距分布的螺旋滚刀组件，固定螺旋滚刀排组(221)与活动螺旋滚刀排组(222)的螺旋滚刀组件相对应地排列或依次交替排列。
3.根据权利要求2所述的一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，其特征在于：所述螺旋滚刀组件包括中心刀轴(2211)、固定于中心刀轴(2211)上的刀片安装架(2212)和刀片辅助支撑架(2213)，所述刀片安装架(2212)的外圆面上固定连接有若干个等间距分布的螺旋状的滚刀刀片(2214)，所述滚刀刀片(2214)的中部嵌装于刀片辅助支撑架(2213)的外侧，多个滚刀刀片(2214)整体呈圆柱筒状结构。
4.根据权利要求1所述的一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，其特征在于：所述机架(1)的顶面上固定设置有气缸支撑台(5)，所述气缸支撑台(5)的顶部安装有至少一个气缸(6)，所述气缸(6)的输出轴端伸入所述分离单元箱体(21)内并与所述定位保持架(23)的侧面固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，其特征在于：所述电池极片夹持单元(3)包括固定于分离单元箱体(21)侧面并与分离单元箱体(21)内部连通的夹持单元箱体(31)、滑动设置于夹持单元箱体(31)内的腔体滑块(32)；
所述腔体滑块(32)靠近分离单元箱体(21)一侧侧面上固定安装有位于分离单元箱体(21)内的气动夹爪(33)，腔体滑块(32)远离气动夹爪(33)的一侧活动连接有与传动单元(7)动力输出端相连接的连杆(34)。
6.根据权利要求5所述的一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，其特征在于：所述腔体滑块(32)内设置有连杆移动导轨(35)，腔体滑块(32)的侧壁上开设有位于连杆移动导轨(35)外侧的连杆移动槽口(321)，所述连杆(34)位于连杆移动槽口(321)内且连杆(34)的一端部滑动套接于连杆移动导轨(35)的外部。
7.根据权利要求5所述的一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，其特征在于：所述分离单元箱体(21)的侧面固定设置有若干个滑块导杆(36)，所述滑块导杆(36)滑动插接于腔体滑块(32)内，滑块导杆(36)上套设有连接于分离单元箱体(21)侧面和腔体滑块(32)侧面之间的复位弹簧(37)。
8.根据权利要求1所述的一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，其特征在于：所述传动单元(7)包括垂直转动安装于机架(1)上的传动轴(71)、固定于传动轴(71)一端的动力输入传动锥齿轮(72)、固定于传动轴(71)另一端的偏心轮(73)、固定于传动轴(71)中部的轮系动力传动锥齿轮(74)；
所述动力输入传动锥齿轮(72)与动力输出单元(4)的动力输出端传动连接，所述偏心轮(73)的端面远离传动轴(71)的一侧固定设置有与电池极片夹持单元(3)动力输入端相连接的转动连接件(75)，轮系动力传动锥齿轮(74)传动连接有安装于机架(1)上的齿轮传动系统(8)。
9.根据权利要求8所述的一种废旧动力锂电池电极材料分离装置，其特征在于：所述传动单元(7)还包括安装于机架(1)内且水平设置的蜗轮蜗杆传动组件(9)，所述蜗轮蜗杆传动组件(9)的动力输入端与齿轮传动系统(8)的动力输出端传动连接，蜗轮蜗杆传动组件(9)的动力输出端与螺旋滚刀组(22)的动力输入端传动连接。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| WO2018192120A1 (zh) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | 中科过程（北京）科技有限公司 | 一种高效分离废旧锂离子电池正极材料金属集流体的方法 |
| CN108232350A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-29 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种适用于锂离子电池的电极材料剥离装置及方法 |
| CN109286050A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-01-29 | 宁夏瑞银有色金属科技有限公司 | 一种电芯分离装置及其分离设备 |
| CN111403841A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-07-10 | 柳州永安行汽车科技有限公司 | 一种新能源磷酸铁锂电池正极材料回收利用装置 |
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