CN114361633A - 一种电池拆解设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池拆解设备。这种电池拆解设备，具有机架，机架中心设置有热切组件，热切组件的左右两侧对称设有两个拆解工位，机架外侧设有将电芯放置在热切组件上的上料组件。本发明结构简单，设计合理，操作简便，电池拆解分离自动化程度高，有效防止拆解过程中正极、负极、隔膜断裂现象；配有负压系统拆解过程中粉尘较多问题，消除粉尘污染以及潜在的安全隐患；降低人工劳动强度，同时消除职业病隐患，解决招工难等问题，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及电池拆解装置技术领域，尤其是一种电池拆解设备。
背景技术
市场上目前电池拆解分为两种，一种是电池直接粉碎，在进行后续加工处理提炼出，锂、铜、铝、钴等原材料单此种方式提炼出的材料纯度较低，为提高提炼纯度基本采用第二种方法即人工把电池外壳与电池内芯分离，同时电池内芯正极、负极、隔膜、进行分离，再进行湿法处理提取原料，该方法提取原材料纯度较高符合资源再利用的要求。目前人工分离速度较慢，生产成本高，人工分离还容易出现混料情况；另外，人工分离的工作环境恶劣，存在职业病隐患。故提出一种实现电芯正极、负极、隔膜自动分离设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种实现电芯正极、负极、隔膜自动分离的电池拆解设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电池拆解设备，具有机架，机架中心设置有热切组件，热切组件的左右两侧对称设有两个拆解工位，机架外侧设有将电芯放置在热切组件上的上料组件；所述拆解工位包括有：
电芯旋转组件，从热切组件处抓取产品并运送至隔膜吸取组件；
负极分离组件，便于隔膜与负极分离；
隔膜吸取组件，靠近负极分离组件安装，用于真空吸附隔膜；
隔膜缠绕组件，用于收卷隔膜；
隔膜抓取组件，与隔膜吸取组件配合，抓取隔膜后从隔膜吸取组件移动至隔膜缠绕组件；
负压系统，用于电池拆解过程中粉尘的收集；
输送组件，用于分离后的隔膜、负极和正极的输送；
所述电芯旋转组件和负极分离组件之间设有负极收料组件和正极收料组件，负极收料组件靠近负极分离组件设置。
进一步地，所述隔膜吸取组件和隔膜缠绕组件之间设有隔膜缠绕辅助组件。
进一步地，所述输送组件包括隔膜输送带、负极输送带和正极输送带，隔膜输送带位于隔膜缠绕组件下方，负极输送带位于负极收料组件下方，正极输送带位于正极收料组件下方。
进一步地，所述上料组件包括上料机架，上料机架中部设有中部横梁，中部横梁上安装有上下移动的提升模组，提升模组的滑块上安装有料仓，上料机架顶端安装有横梁，横梁上安装有上料移动模组，上料移动模组中的滑块设有连接块，连接块下端面安装有夹持电池的取料夹爪。
进一步地，所述上料机架上设有防止料仓复位过程中过度下降的限位框架。
进一步地，所述热切组件包括行程气缸，行程气缸输出端设有切刀支架，切刀支架上设有热切刀以及驱动热切刀工作的切刀气缸，热切刀下方设有产品定位板。
进一步地，所述电芯旋转组件包括旋转机架，旋转机架顶端设有旋转移动模组，旋转移动模组中的滑块上安装有旋转提升模组，旋转提升模组中的滑块上设有旋转连接块，旋转连接块下端安装有摆动气缸，摆动气缸输出端设有夹紧机构，夹紧机构上设有旋转机构，旋转机构包括旋转电机，旋转电机输出端连接有夹紧片组件，夹紧片组件位于产品两侧，旋转电机驱动夹紧片组件转动进而带动产品旋转。
进一步地，所述隔膜吸取组件包括顶升气缸，顶升气缸输出端设有移栽气缸，移栽气缸输出端设有吸盘支架，吸盘支架上设有真空吸盘。
进一步地，所述负极分离组件包括分离支架，分离支架上安装有拨叉气缸，拨叉气缸输出端设有吹起拨叉，分离支架两侧设有侧推板，两个侧推板分别连接有侧推气缸，拨叉气缸上方设有分离滚轮。
进一步地，所述负极收料组件包括负极收料支板，负极收料支板上设有负极主动轮和负极随动轮；正极收料组件包括正极收料支板，正极收料支板上设有正极主动轮和正极随动轮；所述负极收料支板上安装有正极笔形气缸，正极笔形气缸的顶杆连接有正极随动轮，正极笔形气缸驱动正极随动轮前后移动；正极收料支板上安装有负极笔形气缸，负极笔形气缸的顶杆连接有负极随动轮，负极笔形气缸驱动负极随动轮前后移动。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，设计合理，操作简便，具有以下优点：
(1)、电池拆解分离自动化程度高，有效防止拆解过程中正极、负极、隔膜断裂现象；
(2)、配有负压系统拆解过程中粉尘较多问题，消除粉尘污染以及潜在的安全隐患；
(3)、降低人工劳动强度，同时消除职业病隐患，解决招工难等问题，降低生产成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是上料组件的结构示意图；
图3是热切组件的结构示意图；
图4是电芯旋转组件的结构示意图；
图5是隔膜吸取组件的结构示意图；
图6是隔膜抓取组件的结构示意图；
图7是负极收料组件和正极收料组件的结构示意图；
图8是负极分离组件的结构示意图；
图9是隔膜缠绕组件的结构示意图；
图10是隔膜缠绕辅助组件的结构示意图；
图11是负压系统的结构示意图。
图中：1.上料组件，2.热切组件，3.电芯旋转组件，4.隔膜吸取组件，5.隔膜抓取组件，6.负极收料组件，7.负极分离组件，8.隔膜缠绕组件，9.隔膜缠绕辅助组件，10.正极收料组件，11.负压系统，12.输送组件；
1-1.上料机架，1-2.提升模组，1-3.连接块，1-4.滑块，1-5.上料移动模组，1-6.信号灯，1-7.取料夹爪，1-8.料仓，1-9.限位框架；
2-1.产品定位板，2-2.热切刀，2-3.行程气缸，2-4.切刀气缸；
3-1.旋转移动模组，3-2.摆动气缸，3-3.夹紧机构，3-4.旋转机构，3-5.旋转机架，3-6.旋转提升模组；
4-1.顶升气缸，4-2.移栽气缸，4-3.吸盘支架，4-4.真空吸盘；
5-1.无杆气缸，5-2.手指气缸，5-3.爪手，5-4.直线导轨；
6-1.负极收料支板，6-2.负极主动轮，6-3.负极随动轮，负极笔形气缸；
7-1.侧推气缸，7-2.侧推板，7-3.拨叉气缸，7-4.吹起拨叉，7-5.分离滚轮；
8-1.缠绕无杆气缸，8-2.缠绕电机，8-3.缠绕支架，8-4.立板；
9-1.辅助主动轮，9-2.辅助从动轮，9-3.辅助升降气缸，9-4.辅助电机；
10-1.正极收料支板，10-2.正极主动轮，10-3.正极随动轮，10-4.正极笔形气缸；
11-1.负压吸口，11-2.负压管路，11-3.集成系统。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种电池拆解设备，具有机架，机架中心设置有热切组件2，热切组件2的左右两侧对称设有两个拆解工位，机架外侧设有将电芯放置在热切组件2上的上料组件1；拆解工位包括有：
电芯旋转组件3，从热切组件2处抓取产品并运送至隔膜吸取组件4；
负极分离组件7，便于隔膜与负极分离；
隔膜吸取组件4，靠近负极分离组件7安装，用于真空吸附隔膜；
隔膜缠绕组件8，用于收卷隔膜；
隔膜抓取组件5，与隔膜吸取组件4配合，抓取隔膜后从隔膜吸取组件4移动至隔膜缠绕组件8；
负压系统11，用于电池拆解过程中粉尘的收集；
输送组件12，用于分离后的隔膜、负极和正极的输送；
电芯旋转组件3和负极分离组件7之间设有负极收料组件6和正极收料组件10，负极收料组件6靠近负极分离组件7设置。
隔膜吸取组件4和隔膜缠绕组件8之间设有隔膜缠绕辅助组件9。
输送组件12包括隔膜输送带、负极输送带和正极输送带，隔膜输送带位于隔膜缠绕组件8下方，负极输送带位于负极收料组件6下方，正极输送带位于正极收料组件10下方。
如图2所示，上料组件1包括上料机架1-1，上料机架1-1中部设有中部横梁，中部横梁上安装有上下移动的提升模组1-2，提升模组1-2的滑块上安装有料仓1-8，上料机架1-1顶端安装有横梁，横梁上安装有上料移动模组1-5，上料移动模组1-5中的滑块1-4设有连接块1-3，连接块1-3下端面安装有夹持电池的取料夹爪1-7。连接块1-3为L型连接块。提升模组1-2和上料移动模组1-5均为丝杠副移动组件，包括丝杠以及与丝杠螺纹连接的丝杠螺母，丝杠螺母上设有滑块，丝杠由丝杠电机驱动转动，丝杠两侧设有安装有与滑块配合的导轨。料仓1-8为并列放置的三列料仓。取料夹爪1-7为气动夹爪。
上料机架1-1上设有信号灯1-6。
上料机架1-1上设有防止料仓1-8复位过程中过度下降的限位框架1-9。
如图3所示，热切组件2包括行程气缸2-3，行程气缸2-3输出端设有切刀支架，切刀支架上设有热切刀2-2以及驱动热切刀2-2工作的切刀气缸2-4，热切刀2-2下方设有产品定位板2-1。
如图4所示，电芯旋转组件3包括旋转机架3-5，旋转机架3-5顶端设有旋转移动模组3-1，旋转移动模组3-1中的滑块上安装有旋转提升模组3-6，旋转提升模组3-6中的滑块上设有旋转连接块，旋转连接块下端安装有摆动气缸3-2，摆动气缸3-2输出端设有夹紧机构3-3，夹紧机构3-3上设有旋转机构3-4，旋转机构3-4包括旋转电机，旋转电机输出端连接有夹紧片组件，夹紧片组件位于产品两侧，旋转电机驱动夹紧片组件转动进而带动产品旋转。
如图5所示隔膜吸取组件4包括顶升气缸4-1，顶升气缸4-1输出端设有移栽气缸4-2，移栽气缸4-2输出端设有吸盘支架4-3，吸盘支架4-3上设有真空吸盘4-4。
如图6所示，隔膜抓取组件5包括抓取支架，抓取支架上设有直线导轨5-4以及沿直线导轨5-4滑动的爪手支架，爪手支架由无杆气缸5-1驱动，爪手支架上设有手指气缸5-2，手指气缸5-2输出端设有爪手5-3。
如图7所示，负极收料组件6包括负极收料支板6-1，负极收料支板6-1上设有负极主动轮6-2和负极随动轮6-3；正极收料组件10包括正极收料支板10-1，正极收料支板10-1上设有正极主动轮10-2和正极随动轮10-3；所述负极收料支板6-1上安装有正极笔形气缸10-4，正极笔形气缸10-4的顶杆连接有正极随动轮10-3，正极笔形气缸10-4驱动正极随动轮10-3前后移动；正极收料支板10-1上安装有负极笔形气缸，负极笔形气缸的顶杆连接有负极随动轮6-3，负极笔形气缸驱动负极随动轮6-3前后移动。
如图8所示，负极分离组件7包括分离支架，分离支架上安装有拨叉气缸7-3，拨叉气缸7-3输出端设有吹起拨叉7-4，分离支架两侧设有侧推板7-2，两个侧推板7-2分别连接有侧推气缸7-1，拨叉气缸7-3上方设有分离滚轮7-5。
如图9所示，隔膜缠绕组件8包括缠绕无杆气缸8-1,缠绕无杆气缸8-1输出端设有立板8-4，立板8-4上设有缠绕支架8-3，缠绕支架8-3由缠绕电机8-2驱动转动。
如图10所示，隔膜缠绕辅助组件9包括辅助主动轮9-1和辅助升降气缸9-3，辅助主动轮9-1由辅助电机9-4驱动转动，辅助主动轮9-1上方设有辅助从动轮9-2，辅助升降气缸9-3输出端与辅助从动轮9-2连接，辅助升降气缸9-3驱动辅助从动轮9-2上下升降。
如图11所示，负压系统11包括负压管路11-2，负压管路11-2上设有多个负压吸口11-1，负压吸口11-1按需分布，负压管路11-2连接有集成系统11-3。
这种种电池拆解设备的工作过程具体如下：
(1)、待拆解的产品放置在料仓1-8上，提升模组1-2将料仓1-8上升至所需高度，上料移动模组1-5工作，取料夹爪1-7夹取料仓1-8最上层的产品，上料移动模组1-5继续工作，取料夹爪1-7夹住产品移动至热切组件2中的产品定位板2-1上；
(2)、热切刀2-2由一个切刀气缸2-4带动刀具上下运动，一个行程气缸2-3带动刀具前后运动；当产品在产品定位板2-1时，行程气缸2-3将热切刀2-2前移至所需位置，切刀气缸2-4驱动热切刀2-2下降，热切刀2-2对产品热切位，完成产品隔膜切断；
(3)、电芯旋转组件3将产品从产品定位板2-1移动至负极分离组件7，旋转机构3-4驱动产品转动，使得隔膜切口下落，隔膜吸取组件4的真空吸盘4-4吸住隔膜切口，便于后续隔膜抓取组件5的爪手5-3抓取；产品转动过程中，正极在自重作用下落入正极收料组件10，正极收料组件10中正极笔形气缸10-4驱动正极随动轮10-3前移，正极随动轮10-3与正极主动轮10-2配合工作，加速正极的收集工作；
(4)、负极分离组件7中两侧方向的侧推气缸7-1驱动侧推板7-2相向运动，使得隔膜和负极因受到挤压而产生形变，此时拨叉气缸7-3带动吹起拨叉7-4前行，吹起拨叉7-4伸入隔膜和负极之间的空隙，打开气源进行吹气，配合隔膜抓取机构5实现隔膜与负极的完全分离，负极从隔膜处剥落后落入负极收料组件6，负极收料组件6中负极笔形气缸驱动负极随动轮6-3前移，负极随动轮6-3与负极主动轮6-2配合工作，加速负极的收集工作；侧推板7-2可以对行进的隔膜起到校正的作用；
(5)、隔膜抓取组件5抓取隔膜至隔膜缠绕组件8的缠绕支架8-3，缠绕电机8-2驱动缠绕支架8-3旋转使隔膜缠绕在缠绕支架8-3上，隔膜抓取组件5退至原位，缠绕支架8-3旋转完成隔膜收料，收料完成后；缠绕无杆气缸8-1后退使隔膜退出缠绕支架8-3，隔膜输送带。
隔膜抓取组件5抓取隔膜经过隔膜缠绕辅助组件9，隔膜缠绕辅助组件9的辅助升降气缸9-3驱动辅助从动轮9-2下行压住隔膜使隔膜缠绕组件8缠绕隔膜时有一定涨紧力，同时驱动辅助电机9-4辅助收料，整平隔膜，使隔膜缠绕更加顺畅。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。
Claims (10)
1.一种电池拆解设备，其特征在于：具有机架，机架中心设置有热切组件(2)，热切组件(2)的左右两侧对称设有两个拆解工位，机架外侧设有将电芯放置在热切组件(2)上的上料组件(1)；所述拆解工位包括：
电芯旋转组件(3)，从热切组件(2)处抓取产品并运送至隔膜吸取组件(4)；
负极分离组件(7)，便于隔膜与负极分离；
隔膜吸取组件(4)，靠近负极分离组件(7)安装，用于真空吸附隔膜；
隔膜缠绕组件(8)，用于收卷隔膜；
隔膜抓取组件(5)，与隔膜吸取组件(4)配合，抓取隔膜后从隔膜吸取组件(4)移动至隔膜缠绕组件(8)；
负压系统(11)，用于电池拆解过程中粉尘的收集；
输送组件(12)，用于分离后的隔膜、负极和正极的输送；
所述电芯旋转组件(3)和负极分离组件(7)之间设有负极收料组件(6)和正极收料组件(10)，负极收料组件(6)靠近负极分离组件(7)设置。
2.根据权利要求1所述的一种电池拆解设备，其特征在于：所述隔膜吸取组件(4)和隔膜缠绕组件(8)之间设有隔膜缠绕辅助组件(9)。
3.根据权利要求1或2所述的一种电池拆解设备，其特征在于：所述输送组件(12)包括隔膜输送带、负极输送带和正极输送带，隔膜输送带位于隔膜缠绕组件(8)下方，负极输送带位于负极收料组件(6)下方，正极输送带位于正极收料组件(10)下方。
4.根据权利要求1所述的一种电池拆解设备，其特征在于：所述上料组件(1)包括上料机架(1-1)，上料机架(1-1)中部设有中部横梁，中部横梁上安装有上下移动的提升模组(1-2)，提升模组(1-2)的滑块上安装有料仓(1-8)，上料机架(1-1)顶端安装有横梁，横梁上安装有上料移动模组(1-5)，上料移动模组(1-5)中的滑块(1-4)设有连接块(1-3)，连接块(1-3)下端面安装有夹持电池的取料夹爪(1-7)。
5.根据权利要求4所述的一种电池拆解设备，其特征在于：所述上料机架(1-1)上设有防止料仓(1-8)复位过程中过度下降的限位框架(1-9)。
6.根据权利要求1所述的一种电池拆解设备，其特征在于：所述热切组件(2)包括行程气缸(2-3)，行程气缸(2-3)输出端设有切刀支架，切刀支架上设有热切刀(2-2)以及驱动热切刀(2-2)工作的切刀气缸(2-4)，热切刀(2-2)下方设有产品定位板(2-1)。
7.根据权利要求1所述的一种电池拆解设备，其特征在于：所述电芯旋转组件(3)包括旋转机架(3-5)，旋转机架(3-5)顶端设有旋转移动模组(3-1)，旋转移动模组(3-1)中的滑块上安装有旋转提升模组(3-6)，旋转提升模组(3-6)中的滑块上设有旋转连接块，旋转连接块下端安装有摆动气缸(3-2)，摆动气缸(3-2)输出端设有夹紧机构(3-3)，夹紧机构(3-3)上设有旋转机构(3-4)，旋转机构(3-4)包括旋转电机，旋转电机输出端连接有夹紧片组件，夹紧片组件位于产品两侧。
8.根据权利要求1所述的一种电池拆解设备，其特征在于：所述隔膜吸取组件(4)包括顶升气缸(4-1)，顶升气缸(4-1)输出端设有移栽气缸(4-2)，移栽气缸(4-2)输出端设有吸盘支架(4-3)，吸盘支架(4-3)上设有真空吸盘(4-4)。
9.根据权利要求1所述的一种电池拆解设备，其特征在于：所述负极分离组件(7)包括分离支架，分离支架上安装有拨叉气缸(7-3)，拨叉气缸(7-3)输出端设有吹起拨叉(7-4)，分离支架两侧设有侧推板(7-2)，两个侧推板(7-2)分别连接有侧推气缸(7-1)，拨叉气缸(7-3)上方设有分离滚轮(7-5)。
10.根据权利要求1所述的一种电池拆解设备，其特征在于：所述负极收料组件(6)包括负极收料支板(6-1)，负极收料支板(6-1)上设有负极主动轮(6-2)和负极随动轮(6-3)；正极收料组件(10)包括正极收料支板(10-1)，正极收料支板(10-1)上设有正极主动轮(10-2)和正极随动轮(10-3)；所述负极收料支板(6-1)上安装有正极笔形气缸(10-4)，正极笔形气缸(10-4)的顶杆连接有正极随动轮(10-3)，正极笔形气缸(10-4)驱动正极随动轮(10-3)前后移动；正极收料支板(10-1)上安装有负极笔形气缸，负极笔形气缸的顶杆连接有负极随动轮(6-3)，负极笔形气缸驱动负极随动轮(6-3)前后移动。
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