CN117673529A - 电芯卷绕体的拆卷系统及拆卷方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电芯卷绕体的拆卷系统及拆卷方法，拆卷系统包括预埋有导向部件的电芯卷绕体和与所述电芯卷绕体配合的反卷构件；所述反卷构件包括：头部顶针，与所述导向部件相适配，用于将所述导向部件从所述电芯卷绕体中推出；以及旋转部件，与所述头部顶针连接，用于在所述头部顶针的导向下，插入所述电芯卷绕体内部，并带动所述电芯卷绕体反卷。本发明在电芯卷绕体内部预埋导向部件，并通过其相配合的反卷构件，能够将反卷芯体快速准确的导入电芯卷绕体内部，实现快速拆卷，减少了电芯跳动而断带的风险；通过改变导向部件和反卷构件的长度，还可以适配不同宽度的电芯。

Description

电芯卷绕体的拆卷系统及拆卷方法

技术领域

本发明涉及电池包结构技术领域，尤其涉及一种电芯卷绕体的拆卷系统及拆卷方法。

背景技术

退役的动力电池中含有大量的镍、钴、锰、锂等资源，具有极高的回收价值。同时，若不能妥善进行无害化处理，则会对环境造成污染。当前动力电池回收的主流形式为将电芯卷绕体从外壳中取出后，直接将电芯卷绕体破碎为黑粉状态，然后酸浸，将不能溶于酸液的石墨、隔膜分离。与此同时，酸液中会含有大量的铝、铜等离子，后续对离子的萃取、分离工艺复杂，不能完全去除，会对后续回收后合成的前驱体性能造成影响。

为提升回收产物的回收率，减少杂质离子污染回收产物，有必要将电芯卷绕体反卷拆解，将正极片、负极片、隔膜分离，继而将正极材料从正极片上剥离下，再进行下一步回收。退役后的电池由于膨胀而导致电芯卷绕体结构紧密，反卷卷芯难以插入卷绕体中央，导致反卷时电芯无法固定，影响电芯卷绕体拆解。

有鉴于此，有必要设计一种改进的电芯卷绕体的拆卷系统及拆卷方法，以解决上述问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电芯卷绕体的拆卷系统及拆卷方法，在电芯卷绕体内部预埋导向部件，并通过其相配合的反卷构件，将反卷芯体导入电芯卷绕体内部，实现快速拆卷，减少了电芯跳动而断带的风险；通过改变导向部件和反卷构件的长度，可以适配不同宽度的电芯。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种电芯卷绕体的拆卷系统，包括预埋有导向部件的电芯卷绕体和与所述电芯卷绕体配合的反卷构件；所述反卷构件包括：

头部顶针，与所述导向部件相适配，用于将所述导向部件从所述电芯卷绕体中推出；

旋转部件，与所述头部顶针连接，用于在所述头部顶针的导向下，插入所述电芯卷绕体内部，并带动所述电芯卷绕体反卷。

作为本发明的进一步改进，所述导向部件为中空弹性管状部件，且紧贴所述电芯卷绕体的内壁，预埋于其两侧的弯折处。

作为本发明的进一步改进，所述导向部件的外径为0.5-2mm，内径为0.3-1.5mm；所述头部顶针与所述导向部件相配合的一端的直径小于等于所述导向部件的外径。

作为本发明的进一步改进，所述旋转部件包括与所述头部顶针相连接的反卷芯体以及与所述反卷芯体相连接的旋转头，用于连接动力装置，以带动所述反卷芯体旋转。

作为本发明的进一步改进，所述反卷芯体包括导向段和旋转段，所述导向段与所述头部顶针相连接；所述导向段自与所述头部顶针相连接的一端向所述旋转段的横截面逐渐增大，且所述旋转段的横截面直径大于等于所述导向段最大横截面的直径；所述导向段与所述弯折部的侧壁相接触的一侧始终与所述旋转段的同一侧保持在一个平面。

作为本发明的进一步改进，所述导向段的各个部位的横截面均为圆弧形；所述头部顶针的长度大于所述复合卷绕片层的宽度；所述头部顶针与所述导向段可拆卸连接。

作为本发明的进一步改进，所述旋转部件还包括分别与所述反卷芯体和旋转头相连接的连接板，所述反卷芯体与所述连接板的连接部位设有限位销，且所述限位销设置于所述反卷芯体朝向所述电芯卷绕体的侧壁的一侧。

作为本发明的进一步改进，所述导向部件为两个，且分别紧贴所述电芯卷绕体的两个弯折部位的侧壁；两个所述反卷芯体之间连接有弹性部件，且弹性部件设置于与所述限位销相对的一侧；所述反卷芯体可沿所述连接板滑动，以便于所述反卷芯体插入所述电芯卷绕体内部，并在所述弹性部件的压力作用下，提高所述反卷芯体与所述电芯卷绕体之间的摩擦力。

一种易于拆卷的电芯卷绕体的拆卷方法，包括以下步骤：

在电芯卷绕体的内部沿其开口方向预埋导向部件；

将反卷构件的头部顶针对准所述导向部件，并沿电芯卷绕体的开口方向向外推动所述导向部件；所述反卷构件为以上任一项所述的拆卷系统中的反卷构件；

待所述导向部件推出，且所述旋转部件插入所述电芯卷绕体后，通过动力装置带动所述旋转部件反转，进而带动所述电芯卷绕体反转，实现反卷拆解。

作为本发明的进一步改进，所述导向部件为两个，且分别紧贴所述电芯卷绕体的两个弯折部位的侧壁；所述旋转部件包括两个与之配合的反卷芯体，且两个反卷芯体之间设有弹性部件。

本发明的有益效果是：

1.本发明提供的电芯卷绕体的拆卷系统，通过在电芯卷绕体内部预埋导向部件，使得电芯卷绕体弯折部未发生粘结，在拆卷时，将头部顶针对准导向部件的，并沿开口方向逐步将导向部件退出，与此同时，旋转部件随着头部顶针进入电芯卷绕体的弯折部，通过转动旋转部件即可带动电芯卷绕体旋转。整个装置结构简单，使用方便。

2.本发明导向部件优选中空弹性管状绝缘部件，一方面不影响热压封装过程，使得中空弹性管能够随之发生形变；另一方面，中空弹性管的恢复弹性形变的张力能够对弯折部产生挤压力，从而提高贴合紧密度，进而提高上述记载的挤压效果，降低内阻，减少产生枝晶的风险，提高电芯卷绕体的使用寿命。

3.通过在两个反卷芯体之间连接有弹性部件，并使得反卷芯体能够相对滑动，从而调整两个反卷芯体之间的距离，以适应不同尺寸的电芯卷绕体，同时便于反卷芯体插入电芯卷绕体内部，并在弹性部件的张力作用下，提高反卷芯体与电芯卷绕体弯折部侧壁之间的摩擦力，从而提高反转稳定性。此外，限位销可以对反卷芯体进行限位，以使其固定于目标位置。

4.本发明反卷芯体包括导向段和旋转段，导向段与头部顶针相连接，且自其与头部顶针相连接的一端向旋转段的横截面逐渐增大，而且为圆弧形，便于将旋转段平缓的导入电芯卷绕体内部。由于本发明导向部件的直径较小，因此旋转段的直径需要增大，以便于稳定的带动电芯卷绕体旋转，而通过横截面逐渐增大的导入方式，防止横截面突然增大，难以快速准确导入的问题。

附图说明

图1为电芯卷绕体与反卷构件配合使用时初始状态的结构示意图。

图2为电芯卷绕体与反卷构件配合使用时中间状态的结构示意图。

图3为电芯卷绕体与反卷构件配合使用时反卷状态的结构示意图。

图4为易于拆卷的电芯卷绕体的结构示意图。

图5为电芯卷绕体反卷构件的结构示意图。

图6为电芯卷绕体反卷构件的侧视图图。

附图标记

10-电芯卷绕体；20-导向部件；30-反卷构件；31-头部顶针；32-旋转部件；321-反卷芯体；322-限位销；323-连接板；324-弹性部件；325-旋转头。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在具体实施例中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，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。

请参阅图1-6所示，本发明提供的一种电芯卷绕体10的拆卷系统，包括预埋有导向部件20的电芯卷绕体10和与电芯卷绕体10配合的反卷构件30；反卷构件30包括：

头部顶针，与导向部件20相适配，用于将导向部件20从电芯卷绕体10中推出；以及旋转部件32，与头部顶针31连接，用于在头部顶针31的导向下，插入电芯卷绕体10内部，并带动电芯卷绕体10反卷。

如此设置，由于导向部件20的设置，使得电芯卷绕体10弯折部未发生粘结，在拆卷时，将头部顶针31对准导向部件20的，并沿开口方向逐步将导向部件20退出，与此同时，旋转部件32随着头部顶针31进入电芯卷绕体10的弯折部，通过转动旋转部件32即可带动电芯卷绕体10旋转。

特别地，导向部件20为中空弹性管状绝缘部件，且紧贴电芯卷绕体10的内壁，例如聚四氟乙烯或聚氨酯中空管，预埋于其两侧的弯折处。在一些具体实施方式中，导向部件的外径为0.5-2mm，内径为0.3-1.5mm。如此设置，保证导向部件20不与电解液和正负极片发生反应，提高电芯卷绕体的安全性。而选用中空弹性管，一方面不影响热压封装过程，使得中空弹性管能够随之发生形变；另一方面，中空弹性管的恢复弹性形变的张力能够对弯折部产生挤压力，从而提高贴合紧密度，进而提高对电芯卷绕体10弯折部的挤压效果，降低内阻，减少使用过程产生枝晶的风险，提高电芯卷绕体10的使用寿命。

在一些具体实施方式中，复合卷绕片层10包括第一弯折部和第二弯折部，每个弯折部包括侧壁和用于连接第一弯折部和第二弯折部的上下端面；两个导向部件20紧贴两个弯折部的侧壁设置。如此设置，能够提高弯折部的稳固性，并对弯折程度进行调控，防止弯折过度导致电极片或隔膜的性能受到损坏。

旋转部件32包括与头部顶针31相连接的反卷芯体321以及与反卷芯体321相连接的旋转头325，用于连接动力装置，以带动反卷芯体321旋转。反卷芯体321在头部顶针31的导向下插入电芯卷绕体的弯折部，进而带动电芯卷绕体反转。

具体地，反卷芯体321包括导向段和旋转段，导向段与头部顶针31相连接；导向段自与头部顶针31相连接的一端向旋转段的横截面逐渐增大，且旋转段的横截面直径大于等于导向段最大横截面的直径；导向段与弯折部的侧壁相接触的一侧始终与旋转段的同一侧保持在一个平面。如此设置，能够使得反卷芯体321在插入电芯卷绕体内部的过程中，导向段始终与头部顶针31接触，防止发生位置偏移，无法准确导向推出的问题。而导向段的横截面逐渐增大，且导向段的各个部位的横截面优选均为圆弧形，如此设置，便于将旋转段平缓的导入电芯卷绕体内部。由于本发明导向部件20的直径较小，因此旋转段的直径需要增大，以便于稳定的带动电芯卷绕体旋转，而通过横截面逐渐增大的导入方式，防止横截面突然增大，难以快速准确导入的问题。

特别地，头部顶针31的长度大于复合卷绕片层10的宽度；头部顶针31与导向段可拆卸连接，一方面，便于将反卷芯体321导入电芯卷绕体内部后，将头部顶针31拆卸掉，再进行反卷，减少卷绕称重和占用面积，另一方面，便于更换不同长度的头部顶针31，以适配不同宽度的电芯卷绕体。头部顶针31与导向部件20相配合的一端的直径小于等于导向部件20的外径；头部顶针31的直径优选为0.3-1mm。便于将头部顶针31与导向部件20精准配合，进而将其推出。

旋转部件32还包括分别与反卷芯体321和旋转头325相连接的连接板323，反卷芯体321与连接板323的连接部位设有限位销322，且限位销322设置于反卷芯体321朝向弯折部的侧壁的一侧，以使连接板323稳定地贴附于弯折部侧壁。

在一些具体实施方式中，导向部件20为两个，且分别紧贴电芯卷绕体的两个弯折部位的侧壁；两个反卷芯体321之间连接有弹性部件324，且弹性部件324设置于与限位销322相对的一侧；限位销322和反卷芯体321均可沿连接板323滑动，即在连接板323上设置滑道，以使限位销322和反卷芯体321在连接板323上滑动，从而调整两个反卷芯体321之间的距离，以适应不同尺寸的电芯卷绕体，同时便于反卷芯体321插入电芯卷绕体内部，并在弹性部件324的张力作用下，提高反卷芯体321与电芯卷绕体弯折部侧壁之间的摩擦力，从而提高反转稳定性。此外，限位销322可以对反卷芯体321进行限位，以使其固定于目标位置。弹性部件324可以为弹簧等。

本发明还提供一种易于拆卷的电芯卷绕体10的拆卷方法，包括以下步骤：

在电芯卷绕体10的内部沿其开口方向预埋导向部件20；优选预埋与弯折部位；具体地，在对复合卷绕片层10进行卷绕时，在其弯折部的开口方向放置导向部件20(即导向部件20与复合卷绕片层10的宽度方向平行)，然后卷绕至预设厚度，最后热压和封装。导向部件20以外电芯卷绕体的上下层之间在热压过程中发生粘结，可以对导向部件20产生限位作用，进而对反卷芯体321进行限位。

当电芯卷绕体10退役需要回收时，将反卷构件30的头部顶针31对准导向部件20，并沿电芯卷绕体10的开口方向向外推动导向部件20；

待导向部件20推出，且旋转部件32的反卷芯体321插入电芯卷绕体10后，通过动力装置带动旋转部件32反转，进而带动电芯卷绕体10反转，实现反卷拆解。

综上所述，本发明提供的电芯卷绕体的拆卷系统及拆卷方法，通过在电芯卷绕体内部预埋导向部件，使得电芯卷绕体弯折部未发生粘结，在拆卷时，将头部顶针对准导向部件的，并沿开口方向逐步将导向部件退出，与此同时，旋转部件随着头部顶针进入电芯卷绕体的弯折部，通过转动旋转部件即可带动电芯卷绕体旋转。整个装置结构简单，使用方便。通过在两个反卷芯体之间连接有弹性部件，并使得反卷芯体能够相对滑动，从而调整两个反卷芯体之间的距离，以适应不同尺寸的电芯卷绕体，同时便于反卷芯体插入电芯卷绕体内部，并在弹性部件的张力作用下，提高反卷芯体与电芯卷绕体弯折部侧壁之间的摩擦力，从而提高反转稳定性。此外，限位销可以对反卷芯体进行限位，以使其固定于目标位置。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电芯卷绕体的拆卷系统，其特征在于，包括预埋有导向部件的电芯卷绕体和与所述电芯卷绕体配合的反卷构件；所述反卷构件包括：

头部顶针，与所述导向部件相适配，用于将所述导向部件从所述电芯卷绕体中推出；

旋转部件，与所述头部顶针连接，用于在所述头部顶针的导向下，插入所述电芯卷绕体内部，并带动所述电芯卷绕体反卷。

2.根据权利要求1所述的电芯卷绕体的拆卷系统，其特征在于，所述导向部件为中空弹性管状部件，且紧贴所述电芯卷绕体的内壁，预埋于其两侧的弯折处。

3.根据权利要求2所述的电芯卷绕体的拆卷系统，其特征在于，所述导向部件的外径为0.5-2mm，内径为0.3-1.5mm；所述头部顶针与所述导向部件相配合的一端的直径小于等于所述导向部件的外径。

4.根据权利要求3所述的电芯卷绕体的拆卷系统，其特征在于，所述旋转部件包括与所述头部顶针相连接的反卷芯体以及与所述反卷芯体相连接的旋转头，用于连接动力装置，以带动所述反卷芯体旋转。

5.根据权利要求4所述的电芯卷绕体的拆卷系统，其特征在于，所述反卷芯体包括导向段和旋转段，所述导向段与所述头部顶针相连接；所述导向段自与所述头部顶针相连接的一端向所述旋转段的横截面逐渐增大，且所述旋转段的横截面直径大于等于所述导向段最大横截面的直径；所述导向段与所述弯折部的侧壁相接触的一侧始终与所述旋转段的同一侧保持在一个平面。

6.根据权利要求5所述的电芯卷绕体的拆卷系统，其特征在于，所述导向段的各个部位的横截面均为圆弧形；所述头部顶针的长度大于所述复合卷绕片层的宽度。

7.根据权利要求6所述的电芯卷绕体的拆卷系统，其特征在于，所述旋转部件还包括分别与所述反卷芯体和旋转头相连接的连接板，所述反卷芯体与所述连接板的连接部位设有限位销，且所述限位销设置于所述反卷芯体朝向所述电芯卷绕体的侧壁的一侧。

8.根据权利要求7所述的电芯卷绕体的拆卷系统，其特征在于，所述导向部件为两个，且分别紧贴所述电芯卷绕体的两个弯折部位的侧壁；两个所述反卷芯体之间连接有弹性部件，且弹性部件设置于与所述限位销相对的一侧；所述反卷芯体可沿所述连接板滑动，以便于所述反卷芯体插入所述电芯卷绕体内部，并在所述弹性部件的压力作用下，提高所述反卷芯体与所述电芯卷绕体之间的摩擦力。

9.根据权利要求5所述的电芯卷绕体的拆卷系统，其特征在于，所述头部顶针与所述导向段可拆卸连接。

10.一种电芯卷绕体的拆卷方法，其特征在于，包括以下步骤：

在电芯卷绕体的内部沿其开口方向预埋导向部件；

将反卷构件的头部顶针对准所述导向部件，并沿电芯卷绕体的开口方向向外推动所述导向部件；所述反卷构件为权利要求1至9中任一项所述的拆卷系统中的反卷构件；

待所述导向部件推出，且所述旋转部件插入所述电芯卷绕体后，通过动力装置带动所述旋转部件反转，进而带动所述电芯卷绕体反转，实现反卷拆解。