CN113644334A - 一种废旧锂电池回收用预处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池回收技术领域，公开了一种废旧锂电池回收用预处理装置，包括柜体，所述柜体的内部设置有传送装置，传送装置的上方沿传送方向依次设置有穿刺系统、降温系统，柜体下部设置有控制室用于安装控制器，通过控制器进行数据信息的计算和传输。本发明通过穿刺装置实现对锂电池的穿刺，同时配合防卡套有效的避免锂电池与刺针的卡持导致锂电池穿刺后无法脱离的情况,从而避免了锂电池通过其内部的铜箔、铝箔等进行卡在刺针上，进而实现了刺针穿刺后与锂电池的快速分离。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池回收技术领域，具体为一种废旧锂电池回收用预处理装置。
背景技术
锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的,锂电池中含有钴、锂、铜及塑料等均是宝贵资源，具有很高的回收价值。因此对废锂电池进行科学有效的处理，不仅具有显著的环境效益，而且具有良好的经济效益。为缓解经济快速发展而引发的日趋严重的资源短缺与环境污染问题，对废旧锂电池实现全组分回收利用已成为全球共识。
锂电池在回收时，通常需要将锂电池破碎后再进行筛选，将各组分进行回收利用，但在破碎前由于锂电池中仍存在剩余的电量，直接进行破碎易产生锂电池的自燃或爆炸，因此需要对锂电池需要进行放电处理，锂电池的剩余电量的处理方式大多是将锂电池浸泡在电解液内，使锂电池的正负极相连，从而达到持续放电的目的，但其速度较慢；还有其他方式是将锂电池进行穿孔，然后放置在电解液内，达到放电的目的。但在实际的应用时，锂电池内部的正负极之间有一层隔膜，隔膜的主要作用是防止正负极接触，并且允许离子透过隔膜进行转移，异物穿刺一旦导致隔膜破损，如果异物为金属材料，就会导致正负极通过金属异物短路；如果异物是非金属，穿刺过程中破坏了隔膜，导致正负极接触直接引起短路，从而产生大量的热量，造成锂电池发生燃烧甚至爆炸，对锂电池的放电回收造成阻碍；且锂电池在穿孔的过程中，由于锂离子电池内电极为铜箔和铝箔，刺针穿刺后电池内的铜箔、铝箔等会卡在刺针上，导致锂电池无法掉落。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种废旧锂电池回收用预处理装置，具备安全性能高、降温防自燃、防卡持等优点，解决了对锂电池穿刺导致正负极短路从而造成自然或者爆炸、穿刺后电池内的铜箔、铝箔等会卡在刺针上，导致锂电池无法掉落的问题。
(二)技术方案
为解决对锂电池穿刺导致正负极短路从而造成自然或者爆炸、穿刺后电池内的铜箔、铝箔等会卡在刺针上，导致锂电池无法掉落技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种废旧锂电池回收用预处理装置，包括柜体，所述柜体的内部设置有传送装置，所述传送装置的上方沿传送方向依次设置有穿刺系统、降温系统，所述柜体下部设置有控制室用于安装控制器，通过所述控制器进行数据信息的计算和传输；
所述穿刺系统包括穿刺装置和感应装置，所述穿刺装置用于对锂电池进行刺破处理，所述感应装置安装在所述穿刺装置之前用于测试锂电池横向长度的中心位置距离所述穿刺装置的中心距离；
所述降温系统包括制冷装置和增幅装置，所述增幅装置安装在制冷装置的上表面，所述制冷装置用于降低刺破后锂电池短路放电产生的温度，所述增幅装置用于提高所述制冷装置的效果。
优选地，所述传送装置包括传送带第一安装架、第二安装架、穿刺支撑台，所述第一安装架固定在柜体的一侧，所述第二安装架固定连接在所述穿刺支撑台上，所述第一安装架、第二安装架上设置有传送带。
优选地，所述穿刺支撑台为H字形，且贯穿所述传送带用以在锂电池穿刺时提供支撑。
优选地，所述穿刺装置包括安装板，所述安装板固定在所述柜体的内壁顶部，所述安装板固定安装有液压缸，所述液压缸的输出轴固定连接有刺针座，所述刺针座可拆卸连接有刺针，所述刺针座的上表面设置有弹簧，所述弹簧的一端连接有防卡套，所述防卡套贯穿并滑动连接所述液压缸的输出轴。
优选地，所述防卡套的内壁两侧均开设有限位槽，所述刺针座的两侧设置有限位块，所述限位块与所述限位槽滑动连接。
优选地，所述感应装置包括红外线发生器和红外线接收器，所述红外线发生器、红外线接收器对称安装在所述穿刺支撑台内侧。
优选地，所述制冷装置包括半导体制冷片组和制冷通道，所述制冷通道安装在穿刺支撑台上表面，所述制冷通道上表面开设有安装槽，所述半导体制冷片组安装在安装槽内，且所述半导体制冷片组的制冷端朝下用于对所述制冷通道进行制冷降温。
优选地，所述增幅装置包括集热管，所述集热管固定连接在所述安装槽的上表面，所述集热管的一端安装在所述柜体的内壁顶部，所述柜体的上表面对应所述集热管开设有散热槽，所述散热槽内部安装有散热扇和防尘板。
优选地，还包括收集箱，所述柜体的下部一侧开设有收集区，所述收集区设置有所述收集箱，所述收集箱内放置电解液用于对快速放电后的锂电池进行残留电量的持续放电。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种废旧锂电池回收用预处理装置，具备以下有益效果：
1、本发明通过穿刺装置实现对锂电池的穿刺，同时配合防卡套有效的避免锂电池与刺针的卡持导致锂电池穿刺后无法脱离的情况；液压缸带动刺针座和刺针向下移动，由于刺针座的上表面设置有弹簧和防卡套，在刺针与锂电池的上表面相接触前，防卡套首先与锂电池相接触，当刺针持续向下进行穿刺时，弹簧拉伸，从而使防卡套具有向下的力，实现对锂电池的固定，避免在穿刺时锂电池发生位移，在刺穿完成后刺针复位，而防卡套在刺针完全脱离锂电池前，始终对锂电池施加向下的力，从而避免了锂电池通过其内部的铜箔、铝箔等进行卡在刺针上，进而实现了刺针穿刺后与锂电池的快速分离。
2、本发明通过穿刺后的锂电池移动至制冷装置内，对锂电池刺破后短路放电产生的高温进行降温，避免其发生自燃和爆炸；通过半导体制冷片组对制冷通道进行制冷，从而对刺穿后的锂电池进行降温，避免其发生自燃。
3、本发明通过增幅装置中的散热扇和集热管将半导体制冷片组的制热端释放的热量快速排出，从而实现加强制冷端的制冷效果，进而提高了锂电池温度的降低效果。
4、本发明通过限位块和限位槽的滑动连接，限制了防卡套的自动度，避免防卡套发生转动导致弹簧发生扭曲而降低弹簧的实用寿命，同时通过两者的滑动连接也降低了由于弹簧故障发生防卡套失效的概率，大大提高了使用的安全性能。
附图说明
图1为本发明的立体结构图；
图2为本发明的内部结构图；
图3为本发明的内部结构爆炸图；
图4为本发明的穿刺装置结构图；
图5为本发明的防卡套内部结构简图；
图6为本发明的制冷装置结构简图；
图7为本发明的图3的A处放大图。
图中：1、柜体；2、传送装置；201、第一安装架；202、第二安装架；203、穿刺支撑台；204、传送带；3、控制室；4、控制器；5、穿刺装置；6、感应装置；7、制冷装置；701、半导体制冷片组；702、制冷通道；703、安装槽；8、增幅装置；801、集热管；802、散热槽；803、散热扇；804、防尘板；9、安装板；10、液压缸；11、刺针座；12、弹簧；13、防卡套；14、限位槽；15、限位块；16、红外线发生器；17、红外线接收器；18、收集箱；19、刺针。
具体实施方式
下面将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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种废旧锂电池回收用预处理装置。
请参阅图1-7，一种废旧锂电池回收用预处理装置，包括柜体1，所述柜体1的内部设置有传送装置2，所述传送装置2的上方沿传送方向依次设置有穿刺系统、降温系统，所述柜体1下部设置有控制室3用于安装控制器4，通过所述控制器4进行数据信息的计算和传输；
所述穿刺系统包括穿刺装置5和感应装置6，所述穿刺装置5用于对锂电池进行刺破处理，所述感应装置6安装在所述穿刺装置5之前用于测试锂电池横向长度的中心位置距离所述穿刺装置5的中心距离；
所述降温系统包括制冷装置7和增幅装置8，所述增幅装置8安装在制冷装置7的上表面，所述制冷装置7用于降低刺破后锂电池短路放电产生的温度，所述增幅装置8用于提高所述制冷装置7的效果。
进一步地，对于上述传送装置2来说，所述传送装置2包括传送带204第一安装架201、第二安装架202、穿刺支撑台203，所述第一安装架201固定在柜体1的一侧，所述第二安装架202固定连接在所述穿刺支撑台203上，所述第一安装架201、第二安装架202上设置有传送带204，从而通过将第一安装架201固定连接柜体1的一侧、第二安装架202固定连接在穿刺支撑台203的一侧来实现对传送带204的安装，其中在柜体1的一侧开设进料口，传送带204贯穿进料口，该方式将传送带204的部分处于柜体1的外部，便于将锂电池通过机械手或者人工的放置摆放在传送带204上，同时在传送带204上设置中心放置区域，在摆放时，将锂电池放置在传送带204的中心位置。此外，具体应用时，由于柜体1内设置有制冷装置7，而开设的进料口造成冷气外放，因此在进料口处设置悬挂帘，达到初步的密封作用。
进一步地，对于上述穿刺支撑台203来说，所述穿刺支撑台203为H字形，且贯穿所述传送带204用以在锂电池穿刺时提供支撑，从而通过H字形的穿刺支撑台203一方面实现对传送带204的安装，另一方面在穿刺装置5对锂电池进行穿刺时，由于传送带204具有一定的韧性，无法对锂电池提供支撑，从而通过穿刺支撑台203的上表面中部对锂电池的穿刺提供支撑。
进一步地，对于上述穿刺装置5来说，所述穿刺装置5包括安装板9，所述安装板9固定在所述柜体1的内壁顶部，所述安装板9固定安装有液压缸10，所述液压缸10的输出轴固定连接有刺针座11，所述刺针座11可拆卸连接有刺针19，所述刺针座11的上表面设置有弹簧12，所述弹簧12的一端连接有防卡套13，所述防卡套13贯穿并滑动连接所述液压缸10的输出轴，从而通过液压缸10带动刺针座11和刺针19向下移动，由于刺针座11的上表面设置有弹簧12和防卡套13，在刺针19与锂电池的上表面相接触前，防卡套13首先与锂电池相接触，当刺针19持续向下进行穿刺时，弹簧12拉伸，从而使防卡套13具有向下的力，实现对锂电池的固定，避免在穿刺时锂电池发生位移，在刺穿完成后刺针19复位，而防卡套13在刺针19完全脱离锂电池前，始终对锂电池施加向下的力，从而避免了锂电池通过其内部的铜箔、铝箔等进行卡在刺针19上，进而实现了刺针19穿刺后与锂电池的快速分离。
进一步地，对于上述防卡套13来说，所述防卡套13的内壁两侧均开设有限位槽14，所述刺针座11的两侧设置有限位块15，所述限位块15与所述限位槽14滑动连接，从而通过限位块15和限位槽14的滑动连接，限制了防卡套13的自动度，避免防卡套13发生转动导致弹簧12发生扭曲而降低弹簧12的实用寿命，同时通过两者的滑动连接也降低了由于弹簧12故障发生防卡套13失效的概率，大大提高了使用的安全性能。
进一步地，对于上述感应装置6来说，所述感应装置6包括红外线发生器16和红外线接收器17，所述红外线发生器16、红外线接收器17对称安装在所述穿刺支撑台203内侧，从而通过红外线发生器16检测放置在传送带204上的锂电池的长度，从而识别其中心位置距离刺针19的距离，从而得到传送带204所需行进的距离使锂电池的中心位置处于刺针19的下方，当传送带204行进所需的距离后，传送带204停止转动，穿刺装置5开始运行，穿刺完成后传送带204再次运转。此外具体应用时，由于锂电池的规格大小不同，仅能确保在放置时，其中心位于中轴线上，但无法确其摆放的形状，因此通过红外线发生器16、红外线接收器17进行测试，并同步通过控制器4控制后续的机构的运行，并且相邻两个锂电池的放置区满足内部机构的运行条件。
进一步地，对于上述制冷装置7来说，所述制冷装置7包括半导体制冷片组701和制冷通道702，所述制冷通道702安装在穿刺支撑台203上表面，所述制冷通道702上表面开设有安装槽703，所述半导体制冷片组701安装在安装槽703内，且所述半导体制冷片组701的制冷端朝下用于对所述制冷通道702进行制冷降温，从而通过半导体制冷片组701对制冷通道702进行制冷，从而对刺穿后的锂电池进行降温，避免其发生自燃。此外具体应用时，半导体制冷片组701分为制冷端和制热端，制冷端吸收热量，从而达到制冷的效果，制热端释放热量，从而达到制热的效果，吸收和放出的热量与半导体制冷片的电流强度成正比；半导体制冷片为现有技术，其原理不再详细赘述。
进一步地，对于上述增幅装置8来说，所述增幅装置8包括集热管801，所述集热管801固定连接在所述安装槽703的上表面，所述集热管801的一端安装在所述柜体1的内壁顶部，所述柜体1的上表面对应所述集热管801开设有散热槽802，所述散热槽802内部安装有散热扇803和防尘板804，从而通过增幅装置8中的散热扇803和集热管801将半导体制冷片组701的制热端释放的热量快速排出，从而实现加强制冷端的制冷效果，进而提高了锂电池温度的降低效果。
进一步地，对于上述收集箱18来说，还包括收集箱18，所述柜体1的下部一侧开设有收集区，所述收集区设置有所述收集箱18，所述收集箱18内放置电解液用于对快速放电后的锂电池进行残留电量的持续放电，从而在锂电池经过短路放电以及降温处理后进入电解液内，使其短路放电后残留的电量在快速放电后进行进一步的残留处理。
工作原理：在使用时，通过人工放置或者机械手将锂电池排放在传送带204上，利用传送带204将锂电池传送到柜体1内，锂电池在运动的过程中经过红外线发生器16和红外线接收器17，当锂电池遮挡红外线接收器17接收红外线时，控制器4开始计算时间，当再次接收时，停止计时，根据传送带的传送速度，得到锂电池此时的横向距离，从而计算出此时横向放置的锂电池的中心点距离刺针19的距离，当传送带204行进此距离后停止运转，控制器4控制穿刺装置5进行穿刺工作，穿刺完成后再次运转传送带204，使锂电池通过制冷通道702，通过制冷通道702对锂电池进行降温处理；其中，锂电池在对下一个锂电池进行刺穿时，刚刺穿的锂电池位于制冷通道内进行释放电量，而释放电量导致的高温会在制冷环境下得到缓解，从而避免了自燃和爆炸的情况；
通过液压缸10带动刺针座11和刺针19向下移动，由于刺针座11的上表面设置有弹簧12和防卡套13，在刺针19与锂电池的上表面相接触前，防卡套13首先与锂电池相接触，当刺针19持续向下进行穿刺时，弹簧12拉伸，从而使防卡套13具有向下的力，实现对锂电池的固定，避免在穿刺时锂电池发生位移，在刺穿完成后刺针19复位，而防卡套13在刺针19完全脱离锂电池前，始终对锂电池施加向下的力，从而避免了锂电池通过其内部的铜箔、铝箔等进行卡在刺针19上，进而实现了刺针19穿刺后与锂电池的快速分离；
通过限位块15和限位槽14的滑动连接，限制了防卡套13的自动度，避免防卡套13发生转动导致弹簧12发生扭曲而降低弹簧12的实用寿命，同时通过两者的滑动连接也降低了由于弹簧12故障发生防卡套13失效的概率，大大提高了使用的安全性能；
通过半导体制冷片组701对制冷通道702进行制冷，从而对刺穿后的锂电池进行降温，避免其发生自燃。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种废旧锂电池回收用预处理装置，包括柜体(1)，其特征在于：所述柜体(1)的内部设置有传送装置(2)，所述传送装置(2)的上方沿传送方向依次设置有穿刺系统、降温系统，所述柜体(1)下部设置有控制室(3)用于安装控制器(4)，通过所述控制器(4)进行数据信息的计算和传输；
所述穿刺系统包括穿刺装置(5)和感应装置(6)，所述穿刺装置(5)用于对锂电池进行刺破处理，所述感应装置(6)安装在所述穿刺装置(5)之前用于测试锂电池横向长度的中心位置距离所述穿刺装置(5)的中心距离；
所述降温系统包括制冷装置(7)和增幅装置(8)，所述增幅装置(8)安装在制冷装置(7)的上表面，所述制冷装置(7)用于降低刺破后锂电池短路放电产生的温度，所述增幅装置(8)用于提高所述制冷装置(7)的效果。
2.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池回收用预处理装置，其特征在于：所述传送装置(2)包括传送带(204)第一安装架(201)、第二安装架(202)、穿刺支撑台(203)，所述第一安装架(201)固定在柜体(1)的一侧，所述第二安装架(202)固定连接在所述穿刺支撑台(203)上，所述第一安装架(201)、第二安装架(202)上设置有传送带(204)。
3.根据权利要求2所述的一种废旧锂电池回收用预处理装置，其特征在于：所述穿刺支撑台(203)为H字形，且贯穿所述传送带(204)用以在锂电池穿刺时提供支撑。
4.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池回收用预处理装置，其特征在于：所述穿刺装置(5)包括安装板(9)，所述安装板(9)固定在所述柜体(1)的内壁顶部，所述安装板(9)固定安装有液压缸(10)，所述液压缸(10)的输出轴固定连接有刺针座(11)，所述刺针座(11)可拆卸连接有刺针(19)，所述刺针座(11)的上表面设置有弹簧(12)，所述弹簧(12)的一端连接有防卡套(13)，所述防卡套(13)贯穿并滑动连接所述液压缸(10)的输出轴。
5.根据权利要求4所述的一种废旧锂电池回收用预处理装置，其特征在于：所述防卡套(13)的内壁两侧均开设有限位槽(14)，所述刺针座(11)的两侧设置有限位块(15)，所述限位块(15)与所述限位槽(14)滑动连接。
6.根据权利要求2所述的一种废旧锂电池回收用预处理装置，其特征在于：所述感应装置(6)包括红外线发生器(16)和红外线接收器(17)，所述红外线发生器(16)、红外线接收器(17)对称安装在所述穿刺支撑台(203)内侧。
7.根据权利要求2所述的一种废旧锂电池回收用预处理装置，其特征在于：所述制冷装置(7)包括半导体制冷片组(701)和制冷通道(702)，所述制冷通道(702)安装在穿刺支撑台(203)上表面，所述制冷通道(702)上表面开设有安装槽(703)，所述半导体制冷片组(701)安装在安装槽(703)内，且所述半导体制冷片组(701)的制冷端朝下用于对所述制冷通道(702)进行制冷降温。
8.根据权利要求6所述的一种废旧锂电池回收用预处理装置，其特征在于：所述增幅装置(8)包括集热管(801)，所述集热管(801)固定连接在所述安装槽(703)的上表面，所述集热管(801)的一端安装在所述柜体(1)的内壁顶部，所述柜体(1)的上表面对应所述集热管(801)开设有散热槽(802)，所述散热槽(802)内部安装有散热扇(803)和防尘板(804)。
9.根据权利要求1所述的一种废旧锂电池回收用预处理装置，其特征在于：还包括收集箱(18)，所述柜体(1)的下部一侧开设有收集区，所述收集区设置有所述收集箱(18)，所述收集箱(18)内放置电解液用于对快速放电后的锂电池进行残留电量的持续放电。
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