CN113013515B - 聚合物圆柱锂离子电池的回收利用方法及其回收利用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用方法及其回收利用装置,其方法包括拆解、分离、展平、冲口、补边、卷皮、制电芯、包装和测试,其设备包括工作台、切割组件、送料口、分料机构、铝皮输送机构、电芯输送机构、剥离引出机构、冲口机构、补边机构和充放电试验箱,切割组件包括切割槽、环切机构和直切机构,铝皮输送机构和电芯输送机构设置在分料机构的两侧,剥离引出机构用来穿过正极片、聚合物隔膜和负极片,冲口机构的冲口端用来将铝皮的两侧冲制连接口。本发明的工艺流程较短,生产周期短,成本较低,回收利用率较高,而且本发明设备功能较多,安全性好,生产效率较高,空间利用率较高,设计合理,适合大规模推广。
Description
技术领域
本发明属于锂电池生产技术领域,涉及聚合物圆柱锂离子电池的回收再利用,尤其涉及一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用方法及其回收利用装置。
背景技术
由于圆柱锂离子电池具有能量密度高、安全性好、一致性好等优点,因而广泛应用于我们的生产生活。根据锂离子电池所用电解质材料的不同,锂离子电池分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池或塑料锂离子电池。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料,负极为石墨,电池工作原理也基本一致;它们的主要区别在于电解质的不同,液态锂离子电池使用液体电解质,聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替,这种聚合物可以是"干态"的,也可以是"胶态"的,大部分采用聚合物凝胶电解质。随着电子产品更新换代及电动汽车爆发式增长,圆柱锂电池即将迎来一个报废高峰,而废旧锂离子电池的梯次利用以及回收处理后再利用就成为降低资源消耗与促进环保的重要措施。
目前,聚合物圆柱锂离子电池包括正极垫片、负极垫片、正极片、负极片和隔膜纸,正极垫片和负极垫片位于电池的两端,正极片、负极片和隔膜纸卷绕成具有多层结构的电芯。正极片和负极片上通过物理方式填充有活性材料如锂材料和石墨材料。聚合物圆柱锂离子电池的回收再利用方法步骤包括,拆解—粉碎—筛选—浸出—净化—过滤—干燥—除杂—萃取—再生产。不过,经研究发现,大多数聚合物锂离子电池性能的衰减很大程度上是受到聚合物隔膜的影响,而现有回收再利用的原理则是将废旧电池的锂材料和石墨材料富集后重新投入生产,而且也会使用新的聚合物隔膜,这样的话,生产工序就会非常长,生产周期必然增加,而且对生产设备的要求苛刻,不同工艺程序中还会用到不同的化学用品如硫酸,整个回收处理的生产成本较高,回收再利用率较低。
发明内容
本发明针对上述锂电池在回收再利用方面所存在的技术问题,提出一种生产工艺较短、生产成本较低且回收利用率较高的聚合物圆柱锂离子电池的回收利用方法以及设计合理、针对性较强、利用率较高的回收利用装置。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为,本发明提供的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用方法及其回收利用装置,其中聚合物圆柱锂离子电池的回收利用方法,包括以下步骤:
步骤a,拆解,在聚合物圆柱锂离子电池上距离正极端5mm处和距离负极端5mm处进行环切,环切取得正极端切料、中间料和负极端切料,在中间料上沿其轴心线方向进行直线切割,直线切割取得铝皮和电芯;
步骤b,分离,从正极端切料上取得正极垫片,从负极端切料上取得负极垫片,将电芯分离为正极片、隔膜纸和负极片;
步骤c,展平,将铝皮、正极片和负极片展平,同时将正极片和负极片上的接线刮掉;
步骤d,冲口,在铝皮沿其长度方向的两侧边上冲出多个等间分布的连接口;
步骤e,补边,裁切两条铝边,在铝边上冲压出连接片,将连接片与连接口压接并且通过胶水连接后取得补边铝皮,将补边铝皮的两侧采用热塑膜包裹;
步骤f,卷皮,将补边铝皮卷绕并在直线切割处点焊,取得铝壳;
步骤g,制电芯,在正极片和负极片上重新点焊用来连接正极垫片和负极垫片的连接线,取新的聚合物隔膜放置于正极片与负极片之间进行卷绕,取得电芯;
步骤h,包装,将电芯放置于铝壳中,在步骤b取得的正极垫片和负极垫片上安装新的绝缘垫圈并分别与正极片和负极片上的连接线点焊,将正极垫片和负极垫片装入铝壳中,将铝壳压装后用铝塑膜包裹,取得新电池;
步骤i,测试,利用充放电试验箱对新电池进行连续充放电试验。
一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置,包括工作台,所述工作台上设置有切割组件,所述切割组件包括切割槽,所述切割槽的两侧设置有两个相对分布的环切机构,所述环切机构用来将电池的正极端和负极端切下,所述切割槽的上方设置有直切机构,所述直切机构用来将电池的侧面切开,所述直切机构的切割端沿两个环切机构的中心连线方向作直线运动,所述切割槽的底部设置有送料口,所述送料口用来分别将铝皮和电芯送出,所述送料口的下方设置有分料机构,所述分料机构的两侧分别设置有铝皮输送机构和电芯输送机构,所述电芯输送机构的输出端设置有剥离引出机构,所述剥离引出机构包括四个倾斜分布的引出辊,四个引出辊之间分别用来穿过正极片、聚合物隔膜和负极片,所述铝皮输送机构的输出端设置有冲口机构,所述冲口机构的冲口端用来将铝皮的两侧冲制连接口,所述冲口机构的输出端设置有补边机构,所述工作台的下方设置有充放电试验箱。
作为优选,所述环切机构包括旋转头,所述旋转头的内部设置有用来夹持电池的弹簧夹头,所述旋转头的后端设置有连接管,所述连接管中设置有拉杆,所述拉杆的前端与弹簧夹头螺纹连接,所述拉杆位于切割槽外部的部分与连接管螺纹连接,所述弹簧夹头的内部设置有用来夹持正极垫片或负极垫片的内夹端,所述弹簧夹头的前端设置有外夹端,所述外夹端的内壁上设置有环切刀。
作为优选,所述直切机构包括设置在切割槽一侧的基座,所述基座上活动设置有滑动座,所述滑动座在其朝向切割槽内部的一端设置有夹槽,所述夹槽中设置有直切刀,所述直切刀的刀尖与夹持在环切机构之间的电池径向垂直。
作为优选,所述基座的顶部和侧面均设置有一个燕尾槽,所述滑动座呈L型,所述滑动座的内侧设置有与两个燕尾槽一一配合的燕尾滑块,所述基座的内部设置有皮带孔,所述皮带孔中设置有传动皮带,所述传动皮带的外部与滑动座固定连接,所述基座的端部设置有用来驱动传动皮带的减速电机。
作为优选,所述分料机构包括分料箱,所述分料箱的内部设置有呈“7”字形分布的四个分料辊。
作为优选,所述铝皮输送机构和电芯输送机构均为辊式输送机,所述辊式输送机包括两排上下分布的压辊且分别为上压辊和下压辊。
作为优选,所述冲口机构包括支撑台,所述支撑台上设置有第一支撑杆,所述第一支撑杆上设置有导向台,所述导向台的中间设置有导向孔,所述导向孔中设置有冲刀,所述冲刀包括冲刀板,所述冲刀板的两侧设置凸出于其底部的冲刀头,所述冲刀板的顶部设置有刀座,所述刀座的顶部设置有气缸,所述气缸的活动端朝下,所述气缸设置在气缸连接座上,所述气缸连接座与导向台之间设置有第二支撑杆。
作为优选,所述补边机构包括用来放置铝边的补边槽,所述补边槽设置在工作台上,所述工作台上位于补边槽的一侧设置有停件槽,所述停件槽中设置有两排对称分布的直线滚针轴承,所述直线滚针轴承的上方设置有压合块,所述压合块用来压合铝边与铝皮。
作为优选,还包括热塑机,所述热塑机用来在铝皮和铝边上包覆热塑膜,所述工作台上设置有喷吹机构,所述喷吹机构包括气源,所述气源的输出端设置有至少两对喷吹板排组,所述喷吹板排组包括关于铝皮输送机构或电芯输送机构对称分布的喷吹板排,所述喷吹板排上设置有多个喷嘴。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于:
1、本发明提供的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用方法,采用拆解—分离—展平—冲口—补边—卷皮—制电芯—包装—测试对废旧电池进行回收再利用,工序较短,生产周期短,成本较低,而且对原材料的利用率较高,达到节能降耗的目的。
2、本发明提供的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置,通过提供适用于本发明方法的设备,有针对性地进行回收再利用处理,不仅能够满足相应的物理操作,而且功能较多,安全性好,生产效率较高,空间利用率较高,设计合理,适合大规模推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例提供的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置的主视图;
图2为实施例提供的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置的轴测图;
图3为实施例提供的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置的俯视图;
图4为实施例提供的图1在G-G向的剖视图;
以上各图中:
1、工作台;
2、切割组件;21、切割槽;22、环切机构;221、旋转头;222、弹簧夹头;222a、内夹端;222b、外夹端;223、连接管;224、拉杆;225、环切刀;23、直切机构;231、基座;232、滑动座;233、夹槽;234、直切刀;235、燕尾槽;236、燕尾滑块;237、传动皮带;238、减速电机;
3、送料口;4、分料机构;41、分料箱;42、分料辊;5、铝皮输送机构;6、电芯输送机构;7、剥离引出机构;71、引出辊;
8、冲口机构;81、支撑台;82、第一支撑杆;83、导向台;84、冲刀;85、刀座;86、气缸;87、气缸连接座;88、第二支撑杆;
9、补边机构;91、补边槽;92、停件槽;93、直线滚针轴承;94、压合块;
10、充放电试验箱;
11、喷吹机构;111、气源;112、喷吹板排;
12、电池。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便,下文如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样,仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致,并不对结构起限定作用。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例,如图1、图2、图3和图4所示,本发明提供的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用方法及其回收利用装置,其中,聚合物圆柱锂离子电池的回收利用方法包括以下步骤:
步骤a,拆解,在聚合物圆柱锂离子电池上距离正极端5mm处和距离负极端5mm处进行环切,环切取得正极端切料、中间料和负极端切料,在中间料上沿其轴心线方向进行直线切割,直线切割取得铝皮和电芯;
步骤b,分离,从正极端切料上取得正极垫片,从负极端切料上取得负极垫片,将电芯分离为正极片、隔膜纸和负极片;
步骤c,展平,将铝皮、正极片和负极片展平,同时将正极片和负极片上的接线刮掉;
步骤d,冲口,在铝皮沿其长度方向的两侧边上冲出多个等间分布的连接口;
步骤e,补边,裁切两条铝边,在铝边上冲压出连接片,将连接片与连接口压接并且通过胶水连接后取得补边铝皮,将补边铝皮的两侧采用热塑膜包裹;
步骤f,卷皮,将补边铝皮卷绕并在直线切割处点焊,取得铝壳;
步骤g,制电芯,在正极片和负极片上重新点焊用来连接正极垫片和负极垫片的连接线,取新的聚合物隔膜放置于正极片与负极片之间进行卷绕,取得电芯;
步骤h,包装,将电芯放置于铝壳中,在步骤b取得的正极垫片和负极垫片上安装新的绝缘垫圈并分别与正极片和负极片上的连接线点焊,将正极垫片和负极垫片装入铝壳中,将铝壳压装后用铝塑膜包裹,取得新电池;
步骤i,测试,利用充放电试验箱对新电池进行连续充放电试验。
在本发明提供的聚合物圆柱锂离子电池的回收利用方法,采用半自动方式对电池进行切割,对切割后的铝片采用补边的方法使其重新获得与原铝片相同的面积,而正极片、负极片展平后与新的聚合物隔膜进行卷绕来重新获得电芯再与铝壳包装获得新的电池。通过本发明方法有效缩短了工艺流程,降低了回收再利用的难度,对生产设备的要求大大降低,生产成本较低,回收再利用率较高。
根据本发明方法的生产需要,本发明提供一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置,包括工作台1,工作台1上设置有切割组件2,切割组件2包括切割槽21,切割槽21的两侧设置有两个相对分布的环切机构22,环切机构22用来将电池的正极端和负极端切下,切割槽21的上方设置有直切机构23,直切机构23用来将电池的侧面切开,直切机构23的切割端沿两个环切机构22的中心连线方向作直线运动,切割槽21的底部设置有送料口3,送料口3用来分别将铝皮和电芯送出,送料口3的下方设置有分料机构4,分料机构4的两侧分别设置有铝皮输送机构5和电芯输送机构6,电芯输送机构6的输出端设置有剥离引出机构7,剥离引出机构7包括四个倾斜分布的引出辊71,四个引出辊71之间分别用来穿过正极片、聚合物隔膜和负极片,铝皮输送机构5的输出端设置有冲口机构8,冲口机构8的冲口端用来将铝皮的两侧冲制连接口,冲口机构的输出端设置有补边机构9,工作台1的下方设置有充放电试验箱10。其中,环切机构22可将废旧电池切割成本发明方法步骤a所需的正极端切料、中间料和负极端切料;直切机构23可以将中间料的铝皮外壳切下来,并与人工将其与里面的电芯分离处理。电芯输送机6构一方面起到输出电芯的作用,另一方面起到展平电芯组成成分的作用,而且在其刚露出于外侧时,可将电芯的三个组成层面即正极片、聚合物隔膜和负极片分别送入剥离引出机构7的引出辊71,从而将报废的聚合物隔膜与可直接二次利用的正极片、负极片进行分离。铝皮输送机构5一方面起到输出铝皮的作用,另一方面起到展平铝皮的作用,同时也作为冲口机构8的喂料部件,便于对铝皮表面进行简单的物理处理,而在其通过冲口机构8的同时也就完成连接口的冲制作业。冲口完成的铝片在补边机构中完成补片而获得基本与原铝片面积相同的新铝片。充放电试验箱10用来对新电池进行充放电的试验,直到聚合物圆柱锂电池连续2次出现充电后的放电时间小于36min。这样的话,本发明设备可完成本发明方法中多项步骤的操作要求有针对性地进行回收再利用处理,不但能够满足相应的物理操作,功能较多,而且安全性好,生产效率较高,空间利用率较高,设计合理,适合大规模推广。
为了提高环切机构22的利用率,本发明提供的环切机构22包括旋转头221,旋转头221的内部设置有用来夹持电池的弹簧夹头222,旋转头221的后端设置有连接管223,连接管223中设置有拉杆224,拉杆224的前端与弹簧夹头螺纹连接,拉杆224位于切割槽外部的部分与连接管螺纹连接,弹簧夹头222的内部设置有用来夹持正极垫片或负极垫片的内夹端,弹簧夹头222的前端设置有外夹端222a,外夹端222a的内壁上设置有环切刀225。具体地,转动拉杆224,拉杆224在与连接管223旋合的同时,使弹簧夹头222朝连接管方向移动,而且弹簧夹头222至少可以夹住废旧电池的一端,通过转动另一端的旋转头221可以使弹簧夹头222内侧的环切刀225将电池的正极端或负极端切下来;将切完之后的电池的另一端固定,转动与其相对方向旋转接头就完成两端切割。其中,弹簧夹头222的内夹端222b可预先固定正极垫片或负极垫片,可以提高环切刀225的切除质量以及效率,设计巧妙,而且与弹簧夹头222的同步性能较好。
进一步地,本装置提供的弹簧夹头222完全被转入旋转头221的内部之后,外夹端222a的口径完全小于电池铝壳的最大直径,通过将转动另一端的拉杆可以使该端面上的弹簧夹头朝着电池铝壳移动,直到将电池铝壳与正极垫片、负极垫片进行压型,完成本发明方法步骤h的压装操作,实用性较强,设备的利用率较高。
为了提高直切机构的利用率,本发明提供的直切机构23包括设置在切割槽一侧的基座231,基座231上活动设置有滑动座232,滑动座232在其朝向切割槽内部的一端设置有夹槽233,夹槽233中设置有直切刀234,直切刀234的刀尖与夹持在环切机构之间的电池径向垂直。直切刀234在滑动座232的移动带动下可以沿着环切机构22的轴心方向作直线运动,利用其刀尖部分可以对电池的铝壳进行整体地切割,从而完成步骤a的有关操作。
进一步地,基座231的顶部和侧面均设置有一个燕尾槽235,基座231上设置有滑动座232,滑动座232呈L型,滑动座232的内侧设置有与两个燕尾槽一一配合的燕尾滑块236,基座231的内部设置有皮带孔,皮带孔中设置有传动皮带237,传动皮带237的外部与滑动座232固定连接,基座231的端部设置有用来驱动传动皮带的减速电机238。其中,两组燕尾槽235和燕尾滑块236可以充分保证直切机构23在直线往复移动过程中稳定性。重要的是,本装置采用传动皮带237带动滑动座232作直线往复运动,动作即时性较好,直线往复能力较强,对电池壳体表面的压力较小,能够充分保证本装置将电池壳横切的质量,减小对电池铝皮壳内部电芯的影响。
本发明提供的分料机构4包括分料箱41,分料箱41的内部设置有呈“7”字形分布的四个分料辊42。四个分料辊包括两个水平分料辊和两个竖向分料辊,其中一个水分分料辊与两个竖向分料辊位于同于竖直平面内。两个水分分料辊起夹持的作用,另外两个分料辊起导向作用。分料箱41中的分料辊42的关键作用是将送料口3处的物料进行有序输送,尤其关键的是能够通过其转动来将手动依次喂入的铝皮或电芯料分别送入相应的铝皮输送机构5或电芯输送机构6中,需要说明的是,分料机构4可采用手动摇柄形式来对分料辊进行驱动,也可以采用电动形式来完成分料机构的驱动。
为了提高铝皮输送机构5和电芯输送机构6的多功能利用率,本发明提供的铝皮输送机构6和电芯输送机构6均为辊式输送机,辊式输送机包括两排上下分布的压辊且分别为上压辊和下压辊。上压辊与下压辊之间用来通过片状的物料,既能实现输送的功能,又能达到展平的目的。需要说明的是,铝皮输送机构和电芯输送机构采用分步操作的方法,这样二者就可以为分料机构4中的物料提供牵引力,使得相应的物料能够被正在转动中的铝皮输送机构或电芯输送机构牵引到下一级工位,有利于提高本装置的生产效率。
为了提高冲口机构8的冲口质量,本发明提供的冲口机构8包括支撑台81,支撑台81上设置有第一支撑杆82,第一支撑杆82上设置有导向台83,导向台83的中间设置有导向孔,导向孔中设置有冲刀84,冲刀84包括冲刀板,冲刀板的两侧设置凸出于其底部的冲刀头,冲刀板的顶部设置有刀座85,刀座85的顶部设置有气缸86,气缸86的活动端朝下,气缸86设置在气缸连接座87上,气缸连接座87与导向台83之间设置有第二支撑杆88。通过使气缸86高频间歇动作,其活动端部分直接带动冲刀头作有规律的直线运动,从而打出符合要求的连接口。本发明中的冲口机构设计合理,结构稳定性较高,动作即时性好,打孔质量以及间歇频率能够充分满足铝片与补边的连接需要。
进一步地,本发明提供的补边机构9包括用来放置铝边的补边槽91,补边槽91设置在工作台上,工作台上位于补边槽的一侧设置有停件槽92,停件槽92中设置有两排对称分布的直线滚针轴承93,直线滚针轴承93的上方设置有压合块94,压合块94用来压合铝边与铝皮。将步骤e制好的铝边预先放置于补边槽91中,将由冲口机构9送出的铝皮直接放在补边槽91中并使其连接口与铝边的连接片连接,再将压合块94平移至补边槽91的上方,利用压合块94的重力对铝边和铝片进行压合压实,从而便于进行后续的压装操作。
为了提高新电池铝皮外壳的的一体性,本发明还包括热塑机(图中未画出),热塑机用来在铝皮和铝边上包覆热塑膜,即本发明方法步骤e的操作,这样可以使得新电池铝皮外壳在压装过程中的成型效率与质量。
为了提高新电池的质量,本发明在工作台1上设置有喷吹机构11,喷吹机构11包括气源111,气源111的输出端设置有至少两对喷吹板排组112,喷吹板排组112包括关于铝皮输送机构或电芯输送机构对称分布的喷吹板排,喷吹板排上设置有多个喷嘴。利用两对喷吹板组112可以将铝片上下表面的尘屑清除,或者将电芯表面上的尘屑清除,保留必要的锂元素和石墨成分,降低非必要惨杂物对本发明电池质量的影响。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域,但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤a,拆解,在聚合物圆柱锂离子电池上距离正极端5mm处和距离负极端5mm处进行环切,环切取得正极端切料、中间料和负极端切料,在中间料上沿其轴心线方向进行直线切割,直线切割取得铝皮和电芯;
步骤b,分离,从正极端切料上取得正极垫片,从负极端切料上取得负极垫片,将电芯分离为正极片、隔膜纸和负极片;
步骤c,展平,将铝皮、正极片和负极片展平,同时将正极片和负极片上的接线刮掉;
步骤d,冲口,在铝皮沿其长度方向的两侧边上冲出多个等间分布的连接口;
步骤e,补边,裁切两条铝边,在铝边上冲压出连接片,将连接片与连接口压接并且通过胶水连接后取得补边铝皮,将补边铝皮的两侧采用热塑膜包裹;
步骤f,卷皮,将补边铝皮卷绕并在直线切割处点焊,取得铝壳;
步骤g,制电芯,在正极片和负极片上重新点焊用来连接正极垫片和负极垫片的连接线,取新的聚合物隔膜放置于正极片与负极片之间进行卷绕,
取得电芯;
步骤h,包装,将电芯放置于铝壳中,在步骤b取得的正极垫片和负极垫片上安装新的绝缘垫圈并分别与正极片和负极片上的连接线点焊,将正极垫片和负极垫片装入铝壳中,将铝壳压装后用铝塑膜包裹,取得新电池;
步骤i,测试,利用充放电试验箱对新电池进行连续充放电试验。
2.一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置,包括工作台,其特征在于,所述工作台上设置有切割组件,所述切割组件包括切割槽,所述切割槽的两侧设置有两个相对分布的环切机构,所述环切机构用来将电池的正极端和负极端切下,所述切割槽的上方设置有直切机构,所述直切机构用来将电池的侧面切开,所述直切机构的切割端沿两个环切机构的中心连线方向作直线运动,所述切割槽的底部设置有送料口,所述送料口用来分别将铝皮和电芯送出,所述送料口的下方设置有分料机构,所述分料机构的两侧分别设置有铝皮输送机构和电芯输送机构,所述电芯输送机构的输出端设置有剥离引出机构,所述剥离引出机构包括四个倾斜分布的引出辊,四个引出辊之间分别用来穿过正极片、聚合物隔膜和负极片,所述铝皮输送机构的输出端设置有冲口机构,所述冲口机构的冲口端用来将铝皮的两侧冲制连接口,所述冲口机构的输出端设置有补边机构,所述工作台的下方设置有充放电试验箱。
3.根据权利要求2所述的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置,其特征在于,所述环切机构包括旋转头,所述旋转头的内部设置有用来夹持电池的弹簧夹头,所述旋转头的后端设置有连接管,所述连接管中设置有拉杆,所述拉杆的前端与弹簧夹头螺纹连接,所述拉杆位于切割槽外部的部分与连接管螺纹连接,所述弹簧夹头的内部设置有用来夹持正极垫片或负极垫片的内夹端,所述弹簧夹头的前端设置有外夹端,所述外夹端的内壁上设置有环切刀。
4.根据权利要求3所述的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置,其特征在于,所述直切机构包括设置在切割槽一侧的基座,所述基座上活动设置有滑动座,所述滑动座在其朝向切割槽内部的一端设置有夹槽,所述夹槽中设置有直切刀,所述直切刀的刀尖与夹持在环切机构之间的电池径向垂直。
5.根据权利要求4所述的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置,其特征在于,所述基座的顶部和侧面均设置有一个燕尾槽,所述滑动座呈L型,所述滑动座的内侧设置有与两个燕尾槽一一配合的燕尾滑块,所述基座的内部设置有皮带孔,所述皮带孔中设置有传动皮带,所述传动皮带的外部与滑动座固定连接,所述基座的端部设置有用来驱动传动皮带的减速电机。
6.根据权利要求2所述的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置,其特征在于,所述分料机构包括分料箱,所述分料箱的内部设置有呈“7”字形分布的四个分料辊。
7.根据权利要求2所述的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置,其特征在于,所述铝皮输送机构和电芯输送机构均为辊式输送机,所述辊式输送机包括两排上下分布的压辊且分别为上压辊和下压辊。
8.根据权利要求2所述的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置,其特征在于,所述冲口机构包括支撑台,所述支撑台上设置有第一支撑杆,所述第一支撑杆上设置有导向台,所述导向台的中间设置有导向孔,所述导向孔中设置有冲刀,所述冲刀包括冲刀板,所述冲刀板的两侧设置凸出于其底部的冲刀头,所述冲刀板的顶部设置有刀座,所述刀座的顶部设置有气缸,所述气缸的活动端朝下,所述气缸设置在气缸连接座上,所述气缸连接座与导向台之间设置有第二支撑杆。
9.根据权利要求2所述的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置,其特征在于,所述补边机构包括用来放置铝边的补边槽,所述补边槽设置在工作台上,所述工作台上位于补边槽的一侧设置有停件槽,所述停件槽中设置有两排对称分布的直线滚针轴承,所述直线滚针轴承的上方设置有压合块,所述压合块用来压合铝边与铝皮。
10.根据权利要求2所述的一种聚合物圆柱锂离子电池的回收利用装置,其特征在于,还包括热塑机,所述热塑机用来在铝皮和铝边上包覆热塑膜,所述工作台上设置有喷吹机构,所述喷吹机构包括气源,所述气源的输出端设置有至少两对喷吹板排组,所述喷吹板排组包括关于铝皮输送机构或电芯输送机构对称分布的喷吹板排,所述喷吹板排上设置有多个喷嘴。
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
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CN207233905U (zh) * | 2017-10-09 | 2018-04-13 | 天津猛狮新能源再生科技有限公司 | 一种电芯的卷芯与壳体分离装置 |
CN108631018A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-09 | 朱伟 | 一种利用回收资源制备锂离子电池的方法 |
CN209434307U (zh) * | 2019-02-25 | 2019-09-24 | 深圳市锦控科技有限公司 | 一种剥皮机 |
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