CN117239276A - 一种锂电池固废回收利用设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池固废回收利用设备，属于锂电池回收技术领域，包括脱壳单元和分离单元，脱壳单元包括输送架，输送架上设置有输送带，输送带设置有多个与锂电池相适配的放置模座，支撑架上设置有对锂电池进行破拆的切割组件，支撑架一侧设置有液压缸，液压缸输出端通过弹簧伸缩组件有压力模座，压力模座通过联动组件连接有顶出锥。本发明通过脱壳单元将锂电池的外壳与电池芯进行拆除，实现对锂电池外壳、锂电池正极和负极材料的分类回收，通过分离单元件缠绕成卷的电池芯进行展开，从而达到将组成电池芯的正极材料、负极材料和隔膜进行分类后再进行回收处理，细化后进行分类，达到高效率回收锂电池材料的效果，显著提高回收利用率。

Description

一种锂电池固废回收利用设备

技术领域

本发明涉及锂电池回收技术领域，尤其涉及一种锂电池固废回收利用设备。

背景技术

废旧锂离子电池回收技术一种全组分回收废旧锂离子电池的方法通过放电处理、破碎处理、回收电解液、分选、筛分相结合，实现对废旧锂离子电池的电池外壳、电解液、隔膜、铜粉、铝粉、石墨粉和正极粉的全组分回收。

随着新能源车辆市场的不断推进，锂电池的回收也是迫在眉睫，电池组内的锂电池主要以多个柱形电池组合成电池模块，柱形电池主要由保护内部的外壳，内部成圈绕设置的电池芯组成，其中电池芯是由正极材料、负极材料和隔膜等材料组成，现有的回收方式主要通过碾压粉碎锂电池，对锂电池粉碎后的碳粉、电解液和金属进行收集，这类的回收在针对不同规格、种类的锂电池回收具有高效率的特点，对于车企而言，同一类型的锂电池内部的材料如隔离、正极金属等往往可以回收重复利用，现有技术直接将电池芯进行破碎，会造成资源的浪费，为此现提出一种锂电池固废回收利用设备。

发明内容

本发明的目的是为了解决同一类型的锂电池内部的材料如隔离、正极金属等往往可以回收重复利用，现有技术直接将电池芯进行破碎，会造成资源的浪费的问题，而提出的一种锂电池固废回收利用设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种锂电池固废回收利用设备，包括脱壳单元和分离单元，所述脱壳单元包括输送架，所述输送架上设置有输送带，所述输送带表面均匀设置有多个与锂电池相适配的放置模座，所述输送架上设置有支撑架，所述支撑架上设置有对锂电池进行破拆的切割组件，所述支撑架一侧设置有液压缸，所述液压缸输出端通过弹簧伸缩组件有压力模座，所述压力模座通过联动组件连接有顶出锥；

所述分离单元包括设置在输送架一侧的两个支撑板，两个所述支撑板共同连接有上料座，所述上料座内底部设置有电动推杆，所述电动推杆输出端通过伸缩座连接有上料模座，所述上料模座顶部开设有与锂电池相适配的上料口，所述上料口相对内壁设置有通过电动马达控制的两个旋转辊，所述上料座一侧设置有位于顶出锥处的倾斜下料板；

相邻的两个所述支撑板之间设置有缠绕筒，所述缠绕筒底部设置有弧形底座，所述弧形底座底部开设有与上料模座相适配的贯穿通口，所述弧形底座一侧设置有阻挡组件，位于一侧的所述支撑板上设置有转动电机，所述转动电机输出端通过调节转动组件驱动缠绕筒进行转动。

优选地，所述切割组件包括设置在支撑架底部的压力座，所述压力座底部设置有增大摩擦的橡胶板，所述压力座两侧均设置有弧形切割刃。

优选地，所述弹簧伸缩组件包括固定连接在压力模座上的伸缩筒，所述液压缸端部固定连接有液压板，所述液压板底部固定连接有与伸缩筒相适配的伸缩内柱，所述伸缩内柱与伸缩筒之间通过抵触弹簧连接。

优选地，所述联动组件包括开设在压力模座内的传动口，所述传动口内设置有移动齿轮，多个所述顶出锥连接有移动板，所述移动板固定连接有移动齿条，所述移动齿条贯穿至传动口内，并与移动齿轮啮合连接；

所述移动齿轮固定连接有传动轴，所述传动轴端部贯穿传动口侧壁向外延伸，并固定连接有传动齿轮，所述液压板底部固定连接有与传动齿轮相适配的传动齿条。

优选地，所述电动推杆端部固定连接有下底座，所述下底座上表面开设有伸缩口，所述伸缩座处在伸缩口内，并通过多个伸缩弹簧与伸缩口内壁连接。

优选地，所述旋转辊设置在上料口相对两侧侧壁上，所述旋转辊固定连接有贯穿上料座侧壁的连接轴，所述连接轴端部连接有驱动蜗轮，所述电动马达输出端连接有与驱动蜗轮啮合连接的蜗杆轴。

优选地，所述转动电机输出端部贯穿至缠绕筒内，并固定连接有转动环，所述调节转动组件包括与转动环通过支杆连接的挤压驱动块，所述缠绕筒内侧壁固定连接有阻挡弧形块，所述挤压驱动块端面呈弧形设置，位于贯穿通口处的所述缠绕筒侧壁设置有牵引贯穿口。

优选地，所述阻挡组件包括通过扭力弹簧轴与弧形底座端部连接有倾斜压力板。

相比现有技术，本发明的有益效果为：

1、本方案通过脱壳单元将锂电池的外壳与电池芯进行拆除，实现对锂电池外壳、锂电池正极和负极材料的分类回收，通过分离单元件缠绕成卷的电池芯进行展开，从而达到将组成电池芯的正极材料、负极材料和隔膜进行分类后再进行回收处理，细化后进行分类，达到高效率回收锂电池材料的效果，显著提高回收利用率。

2、本方案通过输送带上的放置模座进行带动锂电池进行输送，在输送的过程中达到环切外壳，分离外壳与电池芯的效果，通过倾斜下料板与上料模座的相互配合实现将电池芯自动上料的效果，通过对缠绕筒内的挤压驱动块和阻挡弧形块进行设计，达到将缠绕成卷的电池芯进行自动展开，从而实现外壳、电池正负极、阻挡电池芯的正极材料、负极材料和隔膜的细化分类，自动化加工显著提高回收效率的同时，显著提高了回收利用率，降低回收成本。

附图说明

图1为本发明提出的一种锂电池固废回收利用设备的立体结构示意图；

图2为图1中A处的放大结构示意图；

图3为本发明提出的一种锂电池固废回收利用设备中分离单元的立体截面结构示意图；

图4为本发明提出的一种锂电池固废回收利用设备中分离单元的截面结构示意图；

图5为本发明提出的一种锂电池固废回收利用设备中分离单元的立体的结构示意图；

图6为本发明提出的一种锂电池固废回收利用设备中联动组件的结构示意图；

图7为本发明提出的一种锂电池固废回收利用设备中压力模座处的立体结构示意图；

图8为本发明提出的一种锂电池固废回收利用设备中驱动蜗轮处的结构示意图；

图9为本发明提出的一种锂电池固废回收利用设备中电池芯展开前后对比图。

图中：1、输送架；2、输送带；3、放置模座；4、支撑架；5、液压缸；6、压力模座；7、顶出锥；8、支撑板；9、上料座；10、电动推杆；11、伸缩座；12、上料模座；13、上料口；14、旋转辊；15、倾斜下料板；16、缠绕筒；17、弧形底座；18、贯穿通口；19、转动电机；20、压力座；21、弧形切割刃；22、伸缩筒；23、液压板；24、伸缩内柱；25、移动齿轮；26、移动板；27、移动齿条；28、传动齿轮；29、传动齿条；30、下底座；31、驱动蜗轮；32、电动马达；33、转动环；34、挤压驱动块；35、牵引贯穿口；36、倾斜压力板；37、阻挡弧形块。

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。

实施例，参照图1-9，一种锂电池固废回收利用设备，包括脱壳单元和分离单元，脱壳单元包括输送架1，输送架1上设置有输送带2，输送带2为现有技术，在此不做详细赘述，输送带2表面均匀设置有多个与锂电池相适配的放置模座3，放置模座3的上表面开设有与锂电池相适配的半圈口进行放置锂电池；

输送架1上设置有支撑架4，支撑架4上设置有对锂电池进行破拆的切割组件，进一步地，切割组件包括设置在支撑架4底部的压力座20，压力座20底部设置有增大摩擦的橡胶板，压力座20两侧均设置有弧形切割刃21。

采用上述进一步地好处是，在输送带2输送下的锂电池会向前移动过程中移动到切割组件处，在此时设置在压力座20底部的橡胶板会与锂电池进行接触，锂电池被橡胶板的摩擦力阻碍，滑动摩擦作用下锂电池会转换为转动摩擦，在转动摩擦力的作用下锂电池会在输送带2输送过程中产生转动，在此状态下转动并进行输送锂电池的两端会在弧形切割刃21的作用下，其两端外壳被环切进行隔断，两边的外壳端盖会掉落，实现对外壳自动拆除；

支撑架4一侧设置有液压缸5，液压缸5为现有技术，在此不做详细赘述，液压缸5输出端通过弹簧伸缩组件有压力模座6，进一步地，弹簧伸缩组件包括固定连接在压力模座6上的伸缩筒22，液压缸5端部固定连接有液压板23，液压板23底部固定连接有与伸缩筒22相适配的伸缩内柱24，伸缩内柱24与伸缩筒22之间通过抵触弹簧连接；

值得注意的是，采用上的弹簧伸缩组件的连接，能使得在下方的压力模座6与锂电池进行接触时，液压缸5输出端还能持续向下移动，从而能通过联动组件触发顶出锥7进行移动。

压力模座6通过联动组件连接有顶出锥7，顶出锥7的设置为了满足将两端已经拆除的外壳内的电池芯的推出，设置压力模座6的作用是，实现在顶出电池芯时，对电池外壳的有效夹紧，确保能实现脱离；

联动组件包括开设在压力模座6内的传动口，传动口内设置有移动齿轮25，多个顶出锥7连接有移动板26，移动板26固定连接有移动齿条27，移动齿条27贯穿至传动口内，并与移动齿轮25啮合连接；移动齿轮25固定连接有传动轴，传动轴端部贯穿传动口侧壁向外延伸，并固定连接有传动齿轮28，液压板23底部固定连接有与传动齿轮28相适配的传动齿条29。

值得注意的是，采用联动组件的设置，液压缸5带动与之连接的液压板23向下移动时，能实现将原先处在一侧的移动板26带动顶出锥7作用实现对电池芯的脱离；

分离单元包括设置在输送架1一侧的两个支撑板8，两个支撑板8共同连接有上料座9，上料座9内底部设置有电动推杆10，电动推杆10能带动上料模座12进行上下移动，电动推杆10输出端通过伸缩座11连接有上料模座12，进一步地，电动推杆10端部固定连接有下底座30，下底座30上表面开设有伸缩口，伸缩座11处在伸缩口内，并通过多个伸缩弹簧与伸缩口内壁连接，采用伸缩弹簧的设置，使得伸缩座11时刻具有带动上料座9向上移动的压力，确保处在上料口13内的电池芯处在被挤压的状态，从而确保电池芯缠绕的端部在进行转动过程中，能从电池芯表面剥落到牵引贯穿口35内；

上料模座12顶部开设有与锂电池相适配的上料口13，上料口13相对内壁设置有通过电动马达32控制的两个旋转辊14，上料座9一侧设置有位于顶出锥7处的倾斜下料板15；

进一步地，旋转辊14设置在上料口13相对两侧侧壁上，旋转辊14表面设置有增大摩擦力的橡胶材质，旋转辊14固定连接有贯穿上料座9侧壁的连接轴，连接轴端部连接有驱动蜗轮31，电动马达32输出端连接有与驱动蜗轮31啮合连接的蜗杆轴。

采用上述结构的好处是，旋转辊14在转动中会使得处在其上的电池芯进行转动，从而使得电池芯在转动过程中，其表面卷绕的端部能被牵引贯穿口35作用，进入到牵引贯穿口35内，实现电池芯表面的牵引的效果；

需要进行说明的时，电池芯是由多层电池片缠绕而成，其在外壳完好处在外壳内时，电池片端部是处在被压缩的状态下，当电池芯与外壳脱离后，电池片最外部会呈现为展开的状态，此时，当进行转动电池芯时，其会被牵引贯穿口35侧壁挂到，进入到牵引贯穿口35内，进而达到最外侧的电池片剥离的效果。

相邻的两个支撑板8之间设置有缠绕筒16，缠绕筒16底部设置有弧形底座17，弧形底座17底部开设有与上料模座12相适配的贯穿通口18，弧形底座17一侧设置有阻挡组件，阻挡组件包括通过扭力弹簧轴与弧形底座17端部连接有倾斜压力板36；

其中倾斜压力板36在扭力弹簧轴的作用下是紧靠在缠绕筒16外侧壁上的，在此时，当电池片被全部剥离后，在缠绕筒16外侧壁上紧靠，在此时当电池片被牵引从弧形底座17内移出后，倾斜压力板36会紧靠缠绕筒16，电池片会从倾斜压力板36一侧滑出，不会再进入到弧形底座17内；

位于一侧的支撑板8上设置有转动电机19，转动电机19为现有技术，在此不做详细赘述，转动电机19输出端通过调节转动组件驱动缠绕筒16进行转动。

进一步地，转动电机19输出端部贯穿至缠绕筒16内，并固定连接有转动环33，调节转动组件包括与转动环33通过支杆连接的挤压驱动块34，缠绕筒16内侧壁固定连接有阻挡弧形块37，挤压驱动块34端面呈弧形设置，位于贯穿通口18处的缠绕筒16侧壁设置有牵引贯穿口35；

值得注意的是，挤压驱动块34与缠绕筒16内侧壁接触，在转动到牵引贯穿口35处时，能实现带动处在牵引贯穿口35处的电池芯的一端的有效紧固，从而达到对电池芯一端的夹持。

需要说明的是，转动电机19进行驱动的挤压驱动块34只有在与阻挡弧形块37进行接触时，才能实现对缠绕筒16的转动，这使得在进行反转时，挤压驱动块34会先一步的实现对处在牵引贯穿口35处的电池芯一端的解除，才会进行反转缠绕筒16；

本发明在进行加工时，通过脱壳单元将锂电池的外壳与电池芯进行拆除，通过分离单元件缠绕成卷的电池芯进行展开，从而达到将正极材料、负极材料和隔膜进行分开具体操作如下；将锂电池逐一整齐的放置在放置模座3上，通过输送带2带动锂电池进行移动，设置在压力座20底部的橡胶板会与锂电池进行接触，锂电池被橡胶板的摩擦力阻碍，滑动摩擦作用下锂电池会转换为转动摩擦，在转动摩擦力的作用下锂电池会在输送带2输送过程中产生转动，转动并进行输送锂电池的两端会在弧形切割刃21的作用下，其两端外壳被环切，从而实现将外壳进行切断，外壳两端正负极分别被切断时，实现将正负极处的材料的回收；

持续移动的锂电池在移动到压力模座6处时，液压缸5驱动液压板23向下移动，会使得压力模座6先一步向下移动，与放置模座3相对应，达到对处在放置模座3上的锂电池外壳的有效夹持，在此时液压缸5持续带动液压板23进行移动，压力模座6与液压板23之间通过伸缩筒22和伸缩内柱24实现连接，能满足相对移动，液压板23向下移动会使得传动齿条29带动传动齿轮28进行转动，从而通过移动齿轮25带动移动齿条27进行移动，移动齿条27连接的移动板26会在移动过程中带动顶出锥7与锂电池接触，顶出锥7插入到锂电池外壳的内部，将处在内部的电池芯向外挤压，达到将电池芯向外推出的效果，拆除后的电池外壳持续向前输送，只需要在输送架1端部设置个存放盒即可实现对电池外壳的回收；

电池芯被挤压到倾斜下料板15处，在重力的作用下逐步的会移动到底部的上料座9上，处在上料座9上的上料模座12会携带电池芯向上移动，具体为，电动推杆10带动伸缩座11及其上的上料模座12持续上移，从弧形底座17上的贯穿通口18持续向上移动，输送到缠绕筒16处，在此时设置在上料模座12上的电动马达32会带动旋转辊14进行转动，被挤压的电池芯会被旋转辊14带动进行转动，在转动的过程中，电池芯缠绕成卷的最外部会由于转动过程中被牵引贯穿口35侧壁阻挡，电池芯最外部会移动到牵引贯穿口35内，在此时，控制转动电机19带动挤压驱动块34进行转动，挤压驱动块34会先相对缠绕筒16进行转动，在此时，挤压驱动块34会在移动到牵引贯穿口35处，实现对电池芯伸入到牵引贯穿口35内的电池芯端部进行夹持，此时由于阻挡弧形块37的作用，会使得缠绕筒16进行转动，由于电池芯一端被固定，在缠绕筒16进行转动过程中，会达到将原先收卷的电池芯进行展开，展开后的电池芯会附着在缠绕筒16处，在缠绕筒16反转时自动脱落，此时可实现将组成电池芯的正极材料、负极材料和隔膜进行分类后再进行回收处理，细化后进行分类，达到高效率回收锂电池材料的效果，显著提高回收利用率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锂电池固废回收利用设备，包括脱壳单元和分离单元，其特征在于，所述脱壳单元包括输送架（1），所述输送架（1）上设置有输送带（2），所述输送带（2）表面均匀设置有多个与锂电池相适配的放置模座（3），所述输送架（1）上设置有支撑架（4），所述支撑架（4）上设置有对锂电池进行破拆的切割组件，所述支撑架（4）一侧设置有液压缸（5），所述液压缸（5）输出端通过弹簧伸缩组件有压力模座（6），所述压力模座（6）通过联动组件连接有顶出锥（7）；

所述分离单元包括设置在输送架（1）一侧的两个支撑板（8），两个所述支撑板（8）共同连接有上料座（9），所述上料座（9）内底部设置有电动推杆（10），所述电动推杆（10）输出端通过伸缩座（11）连接有上料模座（12），所述上料模座（12）顶部开设有与锂电池相适配的上料口（13），所述上料口（13）相对内壁设置有通过电动马达（32）控制的两个旋转辊（14），所述上料座（9）一侧设置有位于顶出锥（7）处的倾斜下料板（15）；

相邻的两个所述支撑板（8）之间设置有缠绕筒（16），所述缠绕筒（16）底部设置有弧形底座（17），所述弧形底座（17）底部开设有与上料模座（12）相适配的贯穿通口（18），所述弧形底座（17）一侧设置有阻挡组件，位于一侧的所述支撑板（8）上设置有转动电机（19），所述转动电机（19）输出端通过调节转动组件驱动缠绕筒（16）进行转动。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池固废回收利用设备，其特征在于，所述切割组件包括设置在支撑架（4）底部的压力座（20），所述压力座（20）底部设置有增大摩擦的橡胶板，所述压力座（20）两侧均设置有弧形切割刃（21）。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池固废回收利用设备，其特征在于，所述弹簧伸缩组件包括固定连接在压力模座（6）上的伸缩筒（22），所述液压缸（5）端部固定连接有液压板（23），所述液压板（23）底部固定连接有与伸缩筒（22）相适配的伸缩内柱（24），所述伸缩内柱（24）与伸缩筒（22）之间通过抵触弹簧连接。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池固废回收利用设备，其特征在于，所述联动组件包括开设在压力模座（6）内的传动口，所述传动口内设置有移动齿轮（25），多个所述顶出锥（7）连接有移动板（26），所述移动板（26）固定连接有移动齿条（27），所述移动齿条（27）贯穿至传动口内，并与移动齿轮（25）啮合连接；

所述移动齿轮（25）固定连接有传动轴，所述传动轴端部贯穿传动口侧壁向外延伸，并固定连接有传动齿轮（28），所述液压板（23）底部固定连接有与传动齿轮（28）相适配的传动齿条（29）。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池固废回收利用设备，其特征在于，所述电动推杆（10）端部固定连接有下底座（30），所述下底座（30）上表面开设有伸缩口，所述伸缩座（11）处在伸缩口内，并通过多个伸缩弹簧与伸缩口内壁连接。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池固废回收利用设备，其特征在于，所述旋转辊（14）设置在上料口（13）相对两侧侧壁上，所述旋转辊（14）固定连接有贯穿上料座（9）侧壁的连接轴，所述连接轴端部连接有驱动蜗轮（31），所述电动马达（32）输出端连接有与驱动蜗轮（31）啮合连接的蜗杆轴。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池固废回收利用设备，其特征在于，所述转动电机（19）输出端部贯穿至缠绕筒（16）内，并固定连接有转动环（33），所述调节转动组件包括与转动环（33）通过支杆连接的挤压驱动块（34），所述缠绕筒（16）内侧壁固定连接有阻挡弧形块（37），所述挤压驱动块（34）端面呈弧形设置，位于贯穿通口（18）处的所述缠绕筒（16）侧壁设置有牵引贯穿口（35）。

8.根据权利要求1所述的一种锂电池固废回收利用设备，其特征在于，所述阻挡组件包括通过扭力弹簧轴与弧形底座（17）端部连接有倾斜压力板（36）。