CN117855661B - 一种锂电池拆解平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锂电池拆解平台，主要涉及电池包拆解领域。一种锂电池拆解平台，包括输送台，输送台顶部设置承载台，输送台上设置输送带，输送台中部设置封闭室，封闭室内的输送台一侧设置定位架，定位架上对称设置一对夹紧同步带机构，夹紧同步带机构上滑动设置夹紧架，夹紧架顶部滑动设置与输送带垂直的夹紧杆；输送台两侧设置拆解架，拆解架上两侧垂直设置竖直升降机构，两个竖直升降机构之间滑动设置横梁，横梁上水平设置横移驱动机构，横移驱动机构上设置拆解座，拆解座上设置拆解伸展臂，所述拆解伸展臂前端设置拆解枪。本发明的有益效果在于：本发明能够实现锂电池包电芯的自动化拆解，拆解效率更高，拆解过程更为安全。

Description

一种锂电池拆解平台

技术领域

本发明主要涉及电池包拆解领域，具体是一种锂电池拆解平台。

背景技术

随着清洁能源的发展以及新能源汽车的推广，锂电池由于自身的高能量密度，已经成为了主要的电能载体。随着使用次数与使用时间的推移，锂电池难免发生衰减与损坏。衰减后的锂电池电芯仍然可以由低能量密度需求的电器使用，或者直接作为储能电站的储能设备使用，损坏的电芯也可以拆解后更换，以实现电芯的梯次使用。

目前对于锂电池包的拆解，多还需要人工参与，通过热熔切割的方式将电芯与极片分解，但是这种作业方式太过于依赖操作人员的经验，极容易引发火灾事故。且人工操作的不确定因素太多，极大的限制了拆解效率，提高了锂电池包的拆解成本。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种锂电池拆解平台，它能够实现锂电池包电芯的自动化拆解，拆解效率更高，拆解过程更为安全。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种锂电池拆解平台，包括输送台，所述输送台顶部设置承载台，所述输送台上设置输送带，所述输送带顶部与承载台顶面相接触，所述承载台顶部两侧设置限位边，两个所述限位边之间的距离与电池包的高度相适应；所述输送台中部设置封闭室，所述封闭室两端分别具有导入口以及导出口，所述封闭室内的输送台一侧设置定位架，所述定位架上对称设置一对夹紧同步带机构，所述夹紧同步带机构上滑动设置夹紧架，所述夹紧架顶部滑动设置与输送带垂直的夹紧杆，所述夹紧架上设置用于驱动夹紧杆往复滑动的驱动机构，当所述夹紧杆被驱动机构驱动到后端时，所述夹紧杆脱离输送带的区域；所述输送台两侧设置拆解架，所述拆解架上两侧垂直设置竖直升降机构，两个竖直升降机构之间滑动设置横梁，所述横梁上水平设置横移驱动机构，所述横移驱动机构上设置拆解座，所述拆解座上设置拆解伸展臂，所述拆解伸展臂前端设置拆解枪，所述输送台上方设置抓取架，所述抓取架上设置与输送带运行方向平行的抓取位移机构，所述抓取位移机构上滑动设置抓取伸展臂，所述抓取伸展臂通过伺服电推杆驱动，所述抓取伸展臂底部设置动力夹爪，所述动力夹爪为片状爪。

所述导入口以及导出口处均设置电控门以及传感器，当所述电池包靠近导入口以及导出口时，所述电控门打开使电池包通过。

所述夹紧架为“L”型结构，所述夹紧架顶部设置滑动套筒，所述夹紧杆与滑动套筒滑动连接，所述夹紧杆底部设置排齿，所述驱动机构为电机驱动的齿轮传动机构，所述驱动机构的输出齿轮与排齿相啮合。

所述限位边上设置若干排长槽，所述长槽与电芯相对应。

所述拆解伸展臂包括拆解固定臂以及拆解滑动臂，所述拆解滑动臂与拆解固定臂滑动连接，所述拆解固定臂内设置拆解电推杆，所述拆解电推杆的丝杆前端与拆解滑动臂内壁球头连接。

所述抓取伸展臂包括抓取固定臂以及抓取滑动臂，所述抓取滑动臂与抓取固定臂滑动连接，所述抓取固定臂内具有抓取电推杆，所述抓取电推杆的丝杆前端与抓取滑动臂内壁球头连接。

所述动力夹爪包括夹爪座，所述夹爪座两端设置夹爪滑道，所述夹爪座上设置双头气缸，所述夹爪滑道上滑动设置一对夹片，所述双头气缸的气缸杆与夹片固定连接。

所述封闭室顶部设置灭火罐，灭火罐内具有惰性气体，所述封闭室内设置若干与灭火罐相连接的喷头。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

本发明通过封闭的拆解空间，可以有效地提高电池包电芯拆解的安全性，一旦发生爆燃事故可以快速的进行阻断处理。

本发明通过自动化的拆解作业方式，可以有效的控制拆解的热切割温度与时间，从而避免因为温度过高而造成电芯爆燃，同时也可以尽可能的避免电芯因为拆解受损。

自动化的电芯拆解动作可以有效的减少手动操作中的不必要程序，极大的提高拆解效率。

附图说明

附图1是本发明主视视角结构示意图；

附图2是本发明俯视视角结构示意图；

附图3是本发明立体视角结构示意图；

附图4是本发明抓取机构结构示意图；

附图5是本发明A部局部放大结构示意图；

附图6是本发明B部局部放大结构示意图；

附图中所示标号：1、输送台；2、封闭室；3、定位架；4、拆解架；5、拆解枪；6、抓取架；12、输送带；13、限位边；21、导入口；22、导出口；31、夹紧同步带机构；32、夹紧架；33、夹紧杆；34、驱动机构；41、竖直升降机构；42、横梁；43、横移驱动机构；44、拆解座；45、拆解伸展臂；61、抓取位移机构；62、抓取伸展臂；63、动力夹爪；131、长槽；451、拆解固定臂；452、拆解滑动臂；621、抓取固定臂；622、抓取滑动臂；631、夹爪座；632、夹爪滑道；633、双头气缸；634、夹片。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-6所示，本发明所述一种锂电池拆解平台，包括输送台1，所述输送台1顶部设置承载台，输送台1的两端分别设置主动辊与从动辊，主动辊与从动辊之间张紧有输送带12，主动辊外侧安装有驱动电机，通过驱动电机带动输送带12转动，从而对电池包进行输送。所述输送带12顶部与承载台顶面相接触，通过承载台对输送带12进行支撑，辅助输送带12对电池包的支撑。所述承载台顶部两侧具有限位边13，两个所述限位边13之间的距离略大于电池包的高度，从而可以对侧置输送的电池包进行限位。电池包的正负极在两侧，从而可以保证后续的拆解装置能够以更好的姿态完成电芯的拆解，限位边13的设置即完成了电池包的侧置定位，使电芯可以处于良好的定位状态，以便于电芯的安全拆解。

具体的，所述限位边13上设置若干排长槽131，所述长槽131与电芯相对应。限位边13的高度不超过两排电芯的直径高度，因而长槽131具有1-2排。拆解枪5可以穿过长槽131对电芯进行拆解，使电芯与极片分离，从而在利用限位边13对电池包进行导向定位的同时，不影响后续的电芯拆解作业。

所述输送台1中部设置封闭室2，封闭室2为电池包的拆解场所，封闭室2相对密封，可以隔绝外界环境，一旦发生爆燃事故，可以由封闭室2进行阻挡。更为具体的，所述封闭室2顶部设置灭火罐，灭火罐内具有惰性气体，所述封闭室2内设置若干与灭火罐相连接的喷头。封闭室2内配合有火焰传感器，当检测到封闭室2内拆解过程发生爆燃后，通过喷头喷出惰性气体，快速的完成灭火操作，避免进一步扩大事故。

所述封闭室2两端分别具有导入口21以及导出口22，导入口21作为电池包进入封闭室2内的通道，导出口22作为拆解后的电芯导出封闭室2的通道。进一步的，为了提高封闭室2的封闭效果，在所述导入口21以及导出口22处均安装电控门以及传感器，当所述电池包靠近导入口21以及导出口22时，所述电控门打开使电池包通过。当电池包在封闭室2内进行拆解时，电控门将导入口21与导出口22封闭，进一步保证密封环境，在发生爆燃事故时可以防止事故不外泄。

所述封闭室2内的输送台1一侧设置定位架3，所述定位架3上对称设置一对夹紧同步带机构31，所述定位架3安装在输送台1一侧的支架上。所述夹紧同步带机构31上滑动设置夹紧架32，夹紧同步带机构31的驱动电机为伺服电机，夹紧架32与夹紧同步带机构31的滑轨滑动连接，夹紧架32通过紧固栓与夹片固定在同步带上，通过同步带的转动带动夹紧架32进行滑动。通过伺服电机的驱动，可以带动夹紧架32沿夹紧同步带机构31的滑轨进行往复滑动。两个夹紧同步带机构31可以控制夹紧架32相向运行，从而对电池包进行夹紧，使电池包完成定位进行后续的拆解作业。所述夹紧架32顶部滑动安装与输送带12垂直的夹紧杆33。所述夹紧架32上安装用于驱动夹紧杆33往复滑动的驱动机构34，当所述夹紧杆33被驱动机构34驱动到后端时，所述夹紧杆33脱离输送带12的区域。具体的，夹紧架32为“L”型结构，夹紧架32的竖边远离夹紧同步带机构31，所述夹紧架32顶部设置滑动套筒。所述夹紧杆33与滑动套筒滑动连接，夹紧杆33的高度略高于限位边13的高度。在定位架3顶部安装定位传感器，当定位传感器检测到电池包到位后，输送带12停止，驱动机构34控制夹紧杆33伸展到输送带12上方，随后两个夹紧同步带机构31带动两个夹紧杆33相向运动将电池包夹紧，完成电池包的定位，等待完成后续的电芯拆解。

具体的，所述夹紧杆33底部具有排齿，所述驱动机构34为电机驱动的齿轮传动机构，所述驱动机构34的输出齿轮与排齿相啮合。通过驱动机构34的电机驱动，可以带动夹紧杆33在滑动套筒的限位下进行往复滑动。

所述输送台1两侧设置拆解架4，所述拆解架4上两侧垂直设置竖直升降机构41，竖直升降机构41可以采用丝杠传动装置，也可以采用同步带驱动机构，本实施方式中优选丝杠传动装置。拆解架4的两侧竖直安装一对竖直丝杠驱动机构，两个竖直升降机构41之间滑动设置横梁42。横梁42的两端具有与竖直丝杠驱动机构的滑轨滑动连接的滑动座，两侧的竖直丝杠驱动机构均采用伺服电机驱动，且两侧的滑动座上具有与丝杠相配合的丝杠螺母，从而通过两侧的竖直丝杠驱动机构的同步驱动实现横梁的精准升降。

所述横梁42上水平安装横移驱动机构43，所述横移驱动机构43上安装拆解座44。横移驱动机构43可以采用同步带驱动也可以采用丝杠传动，本实施方式中所述横移驱动机构43采用横移丝杠驱动机构，横移丝杠驱动机构同样采用伺服电机驱动，拆解座44与横移丝杠驱动机构的滑轨滑动连接，横移丝杠驱动机构的丝杠与拆解座44后侧的丝杠螺母配合，从而完成对拆解座44的精准驱动。

所述拆解座44上设置拆解伸展臂45，所述拆解伸展臂45前端设置拆解枪5，拆解枪5为激光切割头，通过激光热熔将极片与电芯的连接切断，从而使电芯单个分离开来，切分后的极片也可以重新回收。拆解伸展臂45包括拆解固定臂451以及拆解滑动臂452，所述拆解滑动臂452与拆解固定臂451滑动连接，所述拆解固定臂451内设置拆解电推杆，所述拆解电推杆的丝杆前端与拆解滑动臂452内壁球头连接。通过拆解电推杆的伸缩，可以带动拆解滑动臂452在拆解固定臂451内的滑动，进而控制拆解枪5的伸缩，配合着竖直升降机构41以及横移驱动机构43的位移，完成单个电芯的拆解。

所述输送台1上方设置抓取架6，所述抓取架6横跨在两侧的拆解架4上方，且抓取架6可以与拆解架4顶部连接，组合成为龙门架结构。所述抓取架6上设置与输送带12运行方向平行的抓取位移机构61，抓取位移机构61采用抓取同步带驱动机构，所述抓取位移机构61上滑动设置抓取伸展臂62。抓取伸展臂62的顶部与抓取同步带驱动机构的滑轨滑动连接，抓取同步带驱动机构采用伺服电机驱动，抓取伸展臂62顶部通过紧固栓与夹片固定在抓取同步带驱动机构的同步带上，从而通过伺服电机的驱动，带动抓取伸展臂62沿输送带12方向进行精准的位移。所述抓取伸展臂62通过伺服电推杆驱动，具体的，所述抓取伸展臂62包括抓取固定臂621以及抓取滑动臂622，所述抓取滑动臂622与抓取固定臂621滑动连接，所述抓取固定臂621内具有抓取电推杆，所述抓取电推杆的丝杆前端与抓取滑动臂622内壁球头连接。通过抓取电推杆的驱动，可以带动抓取滑动臂622在抓取固定臂621内伸展，进而控制后续的动力夹爪63的升降，完成电芯的抓取与放下。抓取伸展臂62底部安装动力夹爪63，所述动力夹爪63为片状爪。具体的，所述动力夹爪63包括安装在抓取伸展臂62底部的夹爪座631，所述夹爪座631两端同轴安装夹爪滑道632，所述夹爪座631上安装双头气缸633，所述夹爪滑道632上滑动设置一对夹片634，夹片的厚度为0.1mm左右，从而可以顺畅的插入到两个电芯之间的缝隙，进而完成电芯的抓取。所述双头气缸633的气缸杆与夹片634固定连接，可以带动夹片634沿夹爪滑道632的滑动，保证对于电芯的稳定夹持。

进一步的，在利用本装置进行电池包拆解时，其运行程式如下：

S1：通过输送带12将电池包输送到封闭室2内，在定位架3处触发传感器后停止，由夹紧同步带机构31带动伸展而出的夹紧杆33对电池包进行夹紧定位；

S2：随后竖直升降机构41与横移驱动机构43带动拆解枪5步进，完成每个电芯极片的热熔拆解，其中两侧的拆解机构同步运行，可以完成单个电芯的两极同时拆解；

S3：与此同时，抓取位移机构61带动抓取伸展臂62精准的移动到拆解后的电芯上方，通过动力夹爪63将该电芯抓取并转运到输送带12的下游；

S4：最后一到两层的电芯拆解后不需动力夹爪63的抓取，直接通过输送带12向下游输送即可。

Claims (4)

1.一种锂电池拆解平台，包括输送台（1），其特征在于：所述输送台（1）顶部设置承载台，所述输送台（1）上设置输送带（12），所述输送带（12）顶部与承载台顶面相接触，所述承载台顶部两侧设置限位边（13），两个所述限位边（13）之间的距离与电池包的高度相适应；所述输送台（1）中部设置封闭室（2），所述封闭室（2）两端分别具有导入口（21）以及导出口（22），所述封闭室（2）内的输送台（1）一侧设置定位架（3），所述定位架（3）上对称设置一对夹紧同步带机构（31），所述夹紧同步带机构（31）上滑动设置夹紧架（32），所述夹紧架（32）顶部滑动设置与输送带（12）垂直的夹紧杆（33），所述夹紧架（32）上设置用于驱动夹紧杆（33）往复滑动的驱动机构（34），当所述夹紧杆（33）被驱动机构（34）驱动到后端时，所述夹紧杆（33）脱离输送带（12）的区域，所述夹紧架（32）为“L”型结构，所述夹紧架（32）顶部设置滑动套筒，所述夹紧杆（33）与滑动套筒滑动连接，所述夹紧杆（33）底部设置排齿，所述驱动机构（34）为电机驱动的齿轮传动机构，所述驱动机构（34）的输出齿轮与排齿相啮合；所述输送台（1）两侧设置拆解架（4），所述拆解架（4）上两侧垂直设置竖直升降机构（41），两个竖直升降机构（41）之间滑动设置横梁（42），所述横梁（42）上水平设置横移驱动机构（43），所述横移驱动机构（43）上设置拆解座（44），所述拆解座（44）上设置拆解伸展臂（45），所述拆解伸展臂（45）前端设置拆解枪（5），所述拆解伸展臂（45）包括拆解固定臂（451）以及拆解滑动臂（452），所述拆解滑动臂（452）与拆解固定臂（451）滑动连接，所述拆解固定臂（451）内设置拆解电推杆，所述拆解电推杆的丝杆前端与拆解滑动臂（452）内壁球头连接；所述输送台（1）上方设置抓取架（6），所述抓取架（6）上设置与输送带（12）运行方向平行的抓取位移机构（61），所述抓取位移机构（61）上滑动设置抓取伸展臂（62），所述抓取伸展臂（62）通过伺服电推杆驱动，所述抓取伸展臂（62）底部设置动力夹爪（63），所述动力夹爪（63）为片状爪；所述抓取伸展臂（62）包括抓取固定臂（621）以及抓取滑动臂（622），所述抓取滑动臂（622）与抓取固定臂（621）滑动连接，所述抓取固定臂（621）内具有抓取电推杆，所述抓取电推杆的丝杆前端与抓取滑动臂（622）内壁球头连接；所述动力夹爪（63）包括夹爪座（631），所述夹爪座（631）两端设置夹爪滑道（632），所述夹爪座（631）上设置双头气缸（633），所述夹爪滑道（632）上滑动设置一对夹片（634），所述双头气缸（633）的气缸杆与夹片（634）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池拆解平台，其特征在于：所述导入口（21）以及导出口（22）处均设置电控门以及传感器，当所述电池包靠近导入口（21）以及导出口（22）时，所述电控门打开使电池包通过。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池拆解平台，其特征在于：所述限位边（13）上设置若干排长槽（131），所述长槽（131）与电芯相对应。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种锂电池拆解平台，其特征在于：所述封闭室（2）顶部设置灭火罐，灭火罐内具有惰性气体，所述封闭室（2）内设置若干与灭火罐相连接的喷头。