CN117154271A - 一种电芯回收方法、系统及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电芯回收方法、系统及应用，属于电池技术领域，尤其是圆柱体电芯技术领域，该电芯回收方法包括获取待回收电芯，夹持并沿长度方向上切割电芯的表层，形成具有供放卷的头端；夹持驱动该电芯转动，使得放卷的头端舒展延伸并辅助拉动头端，形成放卷展平的料带；料带定向夹持输送；剥离回收料带的外侧电极片；切割料带两侧的隔膜，使隔膜剥离于料带，并暴露包裹于两侧隔膜之间的内侧电极片；夹持回收内侧电极片。本发明通过上述设置，实现了废旧圆柱体电芯的自动化回收，对废旧电池中圆柱体电芯的极片和隔膜分离回收，提高了回收质量和回收价值。

Description

一种电芯回收方法、系统及应用

技术领域

本发明涉及电芯回收技术领域，尤其涉及一种电芯回收方法、系统及应用。

背景技术

随着新能源汽车的高速发展，对动力电池的需求越来越大，且会有越来越多的旧电池退役。旧电池的电芯中含有锂、镍、钴、锰等重要资源，直接遗弃会造成资源的大量浪费。为合理充分利用资源，需要提炼电芯中部分资源，重复利用。

一般地，将电芯从壳体中拆出后，将电芯进行粉碎，随后再经过多重工序，将材料进行分离，以提炼出所需材料。

由于电芯由极片和隔膜组合而成的料带卷绕而成，直接破碎电芯，容易导致极片和隔膜混在一起，增大了分离成本和难度，目前圆柱体电芯的分离回收自动化程度低，回收质量和回收价值不理想。

发明内容

为了解决目前圆柱体电芯的回收自动化程度低，回收质量和回收价值低的缺陷，本发明提出一种电芯回收方法、系统及应用。

本发明一方面提供一种电芯回收方法，包括获取待回收电芯，夹持并沿长度方向上切割电芯的表层，形成具有放卷的头端；夹持驱动该电芯转动，使得放卷的头端舒展延伸并辅助拉动头端，形成放卷展平的料带；料带定向夹持输送；剥离回收料带的外侧电极片；切割料带两侧的隔膜，使隔膜剥离于料带，并暴露包裹于两侧隔膜之间的内侧电极片；夹持回收内侧电极片。

优选的，电芯被夹持驱动转动放卷过程中保持夹紧状态，以适应于电芯放卷过程中直径变小。

优选的，电芯的表层切割采用热切，控制驱动热切刀移动对其表层进行切割，使得电芯具有供放卷的头端。

优选的，保持电芯处于压紧状态，对电芯表面施加切向作用力驱动电芯转动并剥离头端，驱动头端远离直至电芯完全放卷形成料带；

在一些实施例中，电芯由两分离辊驱动转动，使得电芯的头端在摩擦力的作用下从两个分离辊之间穿过，舒展延伸形成料带，辅助拉动头端，最终获得放卷展平的料带。

优选的，料带定向夹持输送过程中呈竖直状，使得隔膜切割后，在重力作用下能够自行脱落。

优选的，外侧电极片剥离前预先弯折料带，使得料带产生分层间隙。在一些实施例中，采用弯折辊垂直于料带长度方向推挤料带，使得料带弯折，产生分层间隙。

在一些实施例中，外侧电极片采用吸附表面后拉动，使得外侧电极片剥离于料带一面。

本发明另一方面提供了一种采用上述所述电芯回收方法的电芯回收系统，包括电芯料带展平单元，用于将电芯放卷展平成料带；上料单元，用于电芯的上料至电芯料带展平单元；所述电芯料带分层回收单元，用于将展平的料带分层，分离回收极片和隔膜；传送单元，用于将料带传送至电芯料带分层回收单元。

本发明另一方面提出了上述电芯回收系统应用于废旧电池处理，自动化回收废旧电池中圆柱体电芯的极片和隔膜。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明针对圆柱形电芯提出了电芯回收方法、系统及应用，实现电芯自动化展平料带、分离极片和隔膜，有效解决目前圆柱体电芯的回收自动化程度低，回收质量和回收价值低的缺陷，具有巨大的市场应用前景和价值。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是电芯回收方法的一种实施例流程图；

图2是电芯回收系统框图；

图3是电芯料带展平单元的一种实施例结构示意图；

图4是料带的结构示意图；

图5是电芯料带分层回收单元的一种实施例结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1所示，一种电芯回收方法，包括如下步骤：

S1、获取待回收电芯，夹持并沿长度方向上切割电芯的表层，形成具有供放卷的头端；在一些实施例中，电芯的表层切割采用热切，控制驱动热切刀移动对其表层进行切割，使得电芯具有供放卷的头端。

S2、夹持驱动该电芯转动，使得放卷的头端舒展延伸、并辅助拉动头端，形成放卷展平的料带；在一些实施例中，电芯被夹持驱动转动放卷过程中保持夹紧状态，以适应于电芯放卷过程中直径变小。

在一些实施例中，电芯由两分离辊驱动转动，使得电芯的头端在摩擦力的作用下从两个分离辊之间穿过，舒展延伸形成料带，辅助拉动头端，最终获得放卷展平的料带。

S3、料带夹持输送，剥离回收料带的外侧电极片；

在一些实施例中，外侧电极片剥离前预先弯折料带，使得料带产生分层间隙。在一些实施例中，采用弯折辊垂直于料带长度方向推挤料带，使得料带弯折，产生分层间隙。在一些实施例中，外侧电极片采用吸附表面拉动，使得外侧电极片剥离于料带一面。

S4、切割剥离外侧电极片后的料带两侧的隔膜，使隔膜剥离于该料带，并暴露包裹于两侧隔膜之间的内侧电极片；在一些实施例中，料带夹持输送过程中呈竖直状，使得隔膜切割后，在重力作用下能够自行脱落。

S5、夹持回收内侧电极片。

如图2所示，在一些实施例中，一种电芯回收系统，包括电芯料带展平单元200，用于将电芯放卷展平成料带；上料单元100，用于电芯的上料至电芯料带展平单元200；所述电芯料带分层回收单元400，用于将展平的料带分层，分离回收极片和隔膜；传送单元300，用于将料带传送至电芯料带分层回收单元400。

在一些实施例中，上料单元100为传送带或搬运机器手；如图3所示，在一些实施例中，电芯料带展平单元200包括架体1、分离组件2、压料组件3、切割组件4及拉料组件5；其中，电芯a被置于分离组件2，且由压料组件3将电芯a压紧在分离组件2上，再由切割组件4将电芯a的表层料带切断，使得料带具有放卷头端。随后电芯a由分离组件2带动转动，以放卷料带，且料带放卷一段距离后，再由拉料组件5拉动料带，进行定向放卷，以方便后续回收。由于切割组件4的设置，无需分开料带卷绕时其头端的粘贴处，直接切割使得料带具有放卷头端，而方便对料带进行放卷，提高了电芯a的展平效率；

在一些实施例中，传送单元300为传送带或搬运机器手；如图4-5所示，在一些实施例中，电芯料带分层回收单元400，用于剥离料带a’，该料带a’为四层结构，依次为第一极片a1、第一隔膜a2、第二极片a3和第二隔膜a4。具体地，第一隔膜a2和第二隔膜a4为分别为一个隔膜翻折而成的两段。料带a卷绕成电芯时，隔膜的翻折处为电芯的卷绕内层，料带a放卷时，隔膜的翻折处则为放卷的尾端；

在一些实施例中，电芯料带分层回收单元400包括分层架体1’和设置在分层架体1’上的第一夹持组件2’、第二夹持组件3’、吸附组件4’、切割组件5’和下料夹持组件6’，通过第一夹持组件2’和第二夹持组件3’将料带a’的首尾进行夹持，再通过吸附组件4’拉大第一极片a1和第一隔膜a2之间的间距，以方便下料夹持组件6’单独夹持第一极片a1并剥离第一极片a1。再由切割组件5’将第一隔膜a2和第二隔膜a4切断，以漏出第二极片a3，并通过下料夹持组件6’夹持第二极片a3，最后解除第一夹持组件2’和第二夹持组件3’对料带a’的夹持，第一隔膜a2和第二隔膜a4则自行落下，而第二极片a3被下料夹持组件6’送至极片存放处，而方便后续回收。因此实现自动化的料带a’剥离回收，提高了极片和隔膜的剥离效率，节省了人工；

在一些实施例中，第二夹持组件3’与分层架体1’滑动连接，且第二夹持组件3’在第一方向上滑动。该电芯料带分离装置还包括调节驱动组件7’，调节驱动组件7’的驱动端沿第一方向运动，且与第二夹持组件3’的夹持架连接。即可由调节驱动组件7’带动第二夹持组件3’在第一方向上运动；这样设置，通过调节第二夹持组件3’与第一夹持组件2’的相对位置，可对不同长度的料带a’的两端进行夹持，提高了适用性；

在一些实施例中，该电芯料带分离装置还包括上料组件8’，上料组件8’位于第一夹持组件2’和第二夹持组件3’的上方。上料组件8’包括两个上料辊，两个上料辊均转动连接于分层架体1’，两个上料辊并排设置，且之间留有供料带a’穿过的上料通道。上料辊的轴线方向沿第三方向设置，以使得料带a从上料通道穿过后，料带a’的厚度方向沿第二方向设置。

在一些实施例中，应用上述电芯回收系统于废旧电池处理，在一些实施例中，应用上述电芯回收系统自动化回收圆柱体电芯中极片和隔膜，圆柱体电芯包括4680和18650电芯。

在本说明书的描述中，若出现术语″实施例一″、″本实施例″、″在一个实施例中″等描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于发明或发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。

在本说明书的描述中，术语″连接″、″安装″、″固定″、″设置″、″具有″等均做广义理解，例如，″连接″可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本发明技术方案为基础并结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本发明技术效果之外；②采用公知技术对本发明技术方案的部分特征的等效替换，所产生的技术效果与本发明技术效果相同；③以本发明技术方案为基础进行可拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本发明技术方案之外；④利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域。

Claims (10)

1.一种电芯回收方法，其特征在于，该电芯回收方法用于回收的圆柱形电芯；该圆柱形电芯包括外侧电极片、内侧电极片以及包裹内侧电极片的隔膜；该电芯回收方法包括：

获取待回收电芯，夹持并沿长度方向上切割电芯的表层，形成具有供放卷的头端；

夹持驱动该电芯转动，使得放卷的头端舒展延伸，形成展平的料带；

料带夹持输送；

剥离回收料带的外侧电极片；

切割剥离外侧电极片后的料带两侧的隔膜，使隔膜剥离于该料带，并暴露内侧电极片；

回收内侧电极片，并剥离内侧电极片外侧余下的隔膜。

2.根据权利要求1所述的电芯回收方法，其特征在于，电芯被夹持驱动转动放卷过程中保持夹紧状态。

3.根据权利要求1所述的电芯回收方法，其特征在于，对所述电芯表层进行热切割，使得电芯具有供放卷的头端。

4.根据权利要求1所述的电芯回收方法，其特征在于，保持电芯处于压紧状态，对电芯表面施加切向作用力驱动电芯转动并剥离头端，驱动头端远离直至电芯完全放卷形成料带。

5.根据权利要求1所述的电芯回收方法，其特征在于，料带夹持输送过程中呈竖直状。

6.根据权利要求1所述的电芯回收方法，其特征在于，外侧电极片剥离前预先弯折料带，使得料带产生分层间隙。

7.根据权利要求6所述的电芯回收方法，其特征在于，垂直于料带长度方向推挤料带，使得料带弯折，产生分层间隙。

8.根据权利要求1所述的电芯回收方法，其特征在于，吸附外侧电极片后驱动外侧电极片剥离于料带一面。

9.一种应用权利要求1-8任一项所述电芯回收方法的电芯回收系统，其特征在于，包括

电芯料带展平单元，用于将电芯放卷展平成料带；

上料单元，用于将电芯的上料至电芯料带展平单元；

电芯料带分层回收单元，用于将展平的料带分层，分离回收极片和隔膜；

传送单元，用于将料带传送至电芯料带分层回收单元。

10.一种根据权利要求9的电芯回收系统在废旧电池处理中应用。