CN203536540U - 一种软包装锂离子电芯的回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种软包装锂离子电芯的回收装置，包括固定基座、加热机构、切刀机构、吸附装置，以及用于驱动加热机构、切刀机构和吸附装置上下移动的驱动机构，驱动机构、加热机构、切刀机构和吸附装置均设置于固定基座的上方，并且加热机构和切刀机构之间呈85-95°。相对于现有技术，本实用新型通过设置用于切除侧封边的切刀机构、用于加热熔融顶封边的加热机构，再通过驱动机构驱动吸附装置吸附包装膜，就可以使得电芯与包装膜分离开来并对电芯进行回收。该装置能够在不破坏电芯的情况下，对封装不良品中的电芯进行回收，回收后的电芯重新封装后可以继续使用，极大地提高了产品的优率，降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种软包装锂离子电芯的回收装置。
背景技术
近年来，锂离子电池由于具有高比能量、长寿命和无污染等优点而得到了快速发展，锂离子电池正逐渐取代其他类型的二次电池成为市场的主角。随着锂离子电池的市场份额的逐年增长，锂离子电池的产能快速增长，锂离子电池生产厂商也不断增多，竞争日益激烈。
为了提高产品竞争力，锂离子电池生产厂商通过不断更新设备、优化生产工序等手段降低生产成本。然而，由于设备的不稳定性及工序的异常波动，生产过程总是不可避免地产生大量的工序坏品。对于已经出现的坏品，如何有效地回收利用以减少坏品率对锂离子电池行业来说意义重大。
在锂离子电池的制作工序中，由于卷绕工序之前产生的坏品难以直接重复利用，所以只有回收的价值而没有利用的可能。但是，在卷绕工序之后，特别是顶侧封工序产生的坏品，由于极片和隔离膜已经被制成锂离子电芯，封装产生的坏品并没有破坏电芯的结构，所以如果能够在不破坏电芯的情况下，回收并重复利用电芯，将会极大地提高产品优率，降低生产成本。但是，目前尚没有能够对锂离子电池顶侧封工序坏品的电芯加以回收利用的专门的机械装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种针对软包装锂离子电池工序中产生的封装不良品进行电芯回收的装置——软包装锂离子电芯的回收装置，该装置可以在不破坏电芯的条件下对封装不良品中的电芯进行回收，回收后的电芯重新封装后可以继续使用，极大地提高了产品的优率。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种软包装锂离子电芯的回收装置，包括用于放置电池的固定基座、用于加热熔融电池的顶封边的加热机构、用于切除电池的侧封边的切刀机构、用于吸附电池的包装膜的吸附装置，以及用于驱动所述加热机构、所述切刀机构和所述吸附装置上下移动的驱动机构，所述驱动机构、所述加热机构、所述切刀机构和所述吸附装置均设置于所述固定基座的上方，并且所述加热机构和所述切刀机构之间呈85-95°。其中，固定基座用于固定锂离子电池，防止电池移位不利于操作。同时，固定基座也是操作平台。优选的，固定基座还可以设置为可转动式的，当电池的包装膜被吸开之后，使固定基座倾斜，就可以将电芯倒入盛放电芯的容器中，操作方便，有利于实现自动化，减少人工的参与。
作为本实用新型软包装锂离子电芯的回收装置的一种改进，所述驱动机构包括气缸、导套、第一安装板和第二安装板，所述气缸固定在所述第一安装板上，所述导套设置于所述第一安装板和所述第二安装板之间，所述加热机构、所述切刀机构和所述吸附装置均设置于所述第二安装板靠近所述固定基座的表面上。优选的，导套设置为四个。并且导套由导管和设置在所述导管上的套管组成。
作为本实用新型软包装锂离子电芯的回收装置的一种改进，所述加热机构和所述吸附装置位于所述第二安装板的同一边上，并且所述加热机构和所述吸附装置平行设置。
作为本实用新型软包装锂离子电芯的回收装置的一种改进，所述加热机构包括加热板和集成于所述加热板内的加热器。优选的，加热器为加热管或加热线圈。加热板对电池的顶封边进行加热，使包装膜的塑胶层熔融以便于分离。
作为本实用新型软包装锂离子电芯的回收装置的一种改进，所述吸附装置包括若干个气管和吸嘴，所述吸嘴设置于所述气管的出口处，所述气管连接有真空泵。吸附装置工作时，吸嘴吸附在电池的包装膜上表面，当顶封边熔融后，吸嘴吸附电芯上层包装膜，使包装膜与电芯分离。
作为本实用新型软包装锂离子电芯的回收装置的一种改进，所述加热机构和所述切刀机构之间呈90°。
作为本实用新型软包装锂离子电芯的回收装置的一种改进，所述固定基座的下方也设置有所述加热机构、所述吸附装置和所述驱动机构，所述固定基座具有部分镂空的结构。这是优选的结构，即固定基座的上方和下方均设置加热机构，使得顶封边的熔融更彻底；固定基座的上方和下方均设置吸附装置，当吸附装置工作时，吸嘴吸附在电池的包装膜的上下表面，当顶封边熔融后，吸嘴吸附电芯上下层包装膜分离。固定基座的镂空结构有利于电芯与下层包装膜的分离。
优选的，设置于所述固定基座上方和下方的加热机构以所述固定基座所在平面为对称面呈镜像对称设置，设置于所述固定基座上方和下方的吸附装置以所述固定基座所在平面为对称面呈镜像对称设置，设置于所述固定基座上方和下方的驱动机构以所述固定基座所在平面为对称面呈镜像对称设置。
所述固定基座包括电芯主体支撑板、设置于所述电芯主体支撑板侧边的倒L形容置槽和设置于所述电芯主体支撑板上的“工”字形镂空。
优选的，所述回收装置还包括控制系统和与所述控制系统连接的人机交互界面，使用者可输入预设参数信息实现自动操作。
相对于现有技术，本实用新型通过设置用于切除电池的侧封边的切刀机构、用于加热熔融电池的顶封边的加热机构使得电池的包装膜的顶封边和侧封边得以打开，再通过驱动机构驱动吸附装置吸附电池的包装膜，就可以使得包裹在包装膜内的电芯与包装膜分离开来并对电芯进行回收。该装置能够在不破坏电芯的情况下，对封装不良品中的电芯进行回收，回收后的电芯重新封装后可以继续使用，极大地提高了产品的优率，降低生产成本。
整个装置结构简单，而且不会对电芯的极耳及其他部位造成不良影响，操作简单，有望于大规模使用。
需要说明的是，本实用新型的封装不良品是指在电池的顶封和侧封过程中造成的封装不严密或者封装后尺寸超出规格的电池，此时，包装膜内尚未注液，包装膜的气袋并未切除，靠近气袋的侧边也尚未封住。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的立体图。
图2为本实用新型实施例1的主视图。
图3为本实用新型实施例1的使用状态图。
图4为电池不良品的主视图。
图5为本实用新型实施例2的立体图。
图6为本实用新型实施例2的主视图。
图7为本实用新型实施例2的使用状态图。
图8为本实用新型实施例2中的固定基座的主视图。
其中，1-固定基座，11-电芯主体支撑板，12-倒L形容置槽，13-“工”字形镂空，2-加热机构，21-加热板，22-加热器，3-切刀机构，4-吸附装置，41-气管，42-吸嘴，5-驱动机构，51-气缸，52-导套，521-导管，522-套管，53-第一安装板，54-第二安装板，61-顶封边，62-侧封边，63-包装膜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例1
请参阅图1至图3，本实施例提供的一种软包装锂离子电芯的回收装置，包括用于放置电池的固定基座1、用于加热熔融电池的顶封边61（如图4所示）的加热机构2、用于切除电池的侧封边62（如图4所示）的切刀机构3、用于吸附电池的包装膜63（如图4所示）的吸附装置4，以及用于驱动加热机构2、切刀机构3和吸附装置4上下移动的驱动机构5，驱动机构5、加热机构2、切刀机构3和吸附装置4均设置于固定基座1的上方，并且加热机构2和切刀机构3之间呈85-95°，因为侧封边62和顶封边61一般呈90°角，因此，用于加热熔融顶封边61的加热机构2和用于切除侧封边62的切刀机构3之间最好也呈90°角，可以上下浮动5°左右。
其中，固定基座1用于固定锂离子电池，防止电池移位不利于操作。同时，固定基座1也是操作平台。固定基座1还可以设置为可转动式的，当电池的包装膜63被吸开之后，使固定基座1倾斜，就可以将电芯倒入盛放电芯的容器中，操作方便，有利于实现自动化，减少人工的参与。
其中，驱动机构5包括气缸51、导套52、第一安装板53和第二安装板54，气缸51固定在第一安装板53上，导套52设置于第一安装板53和第二安装板54之间，加热机构2、切刀机构3和吸附装置4均设置于第二安装板54靠近固定基座1的表面上。导套52设置为四个。导套52由导管521和设置在导管521上的套管522组成。
加热机构2和吸附装置4位于第二安装板54的同一边上，并且加热机构2和吸附装置4平行设置。加热机构2将顶封边61加热熔融后，吸附装置4可以从顶封边61处将包装膜63吸起，使包装膜63和电芯分离。
加热机构2包括加热板21和集成于加热板21内的加热器22。优选的，加热器22为加热管或加热线圈。加热板21对电池的顶封边61进行加热，使包装膜63的塑胶层熔融以便于分离。
吸附装置4包括若干个气管41和吸嘴42，吸嘴42设置于气管41的出口处，气管41连接有真空泵。气管41与真空泵相连，使吸嘴42与电池表面接触时保持一定的真空度用以吸附包装膜63。吸附装置4工作时，吸嘴42吸附在电池的包装膜63上表面，当顶封边61熔融后，吸嘴42吸附电芯上层的包装膜63，使包装膜63与电芯分离开来。
实际使用时，先将电池的封装不良品置于固定基座1上，使得其顶封边61位于加热机构2的正下方，侧封边62位于切刀机构3的正下方；然后，启动驱动机构5，气缸51推动导管521向下移动，从而带动加热机构2和切刀机构3分别向顶封边61和侧封边62运动，当切刀机构3下降至电池的侧封边62上时，切刀机构3就能够把侧封边62切除，同时，加热板21开始对不良品的顶封边61加热，加热板21的设置温度要高于包装膜63的聚合层的熔融温度，经过足够的加热时间之后，顶封边61的聚合物层被完全熔融，使得顶封边61打开，如此就不会破坏极耳和电池的其他部位，此时，开启真空泵，使得通过气管41与该真空泵相连的吸嘴42与电池表面接触时保持一定的真空度，如此吸嘴42就会吸附在电池上表面的包装膜63上。当导管521带动加热板21向上移动时，由于包装膜63是三面开口的（顶封边61、侧封边62和气袋边），吸嘴42就会吸附包装膜63，使位于电芯上方的包装膜63向上移动，这样电芯便会与包装膜63分离开来。由于此时电池内部并没有电解液，因此可以直接手工操作，将电芯去除。当然，为了提高效率，也可以将固定基座1设置为可转动式的，当电池的包装膜63被吸开之后，使固定基座1倾斜，就可以将电芯倒入盛放电芯的容器中，操作方便，有利于实现自动化，减少人工的参与。
分离得到的电芯未被破坏，仍然具有完整的结构，将分离出的电芯用于二次封装，便可实现电芯的回收利用。
此外，为了提高本实用新型的自动化程度，该回收装置还包括控制系统和与控制系统连接的人机交互界面，使用者可输入预设参数信息实现自动操作，控制系统可以自动控制驱动机构5、切刀机构3、加热机构2和吸附装置4的移动，以及加热机构2的温度、吸附装置4的吸力和切刀机构2的力度。
实施例2
如图5-7所示，与实施例1不同的是，本实施例提供的软包装锂离子电芯的回收装置，其固定基座1的下方也设置有加热机构2、吸附装置4和驱动机构5，固定基座1具有部分镂空的结构。具体的，固定基座1的结构如图8所示，其包括电芯主体支撑板11、设置于电芯主体支撑板11侧边的倒L形容置槽12和设置于电芯主体支撑板11上的“工”字形镂空13。固定基座1的镂空结构有利于电池下层包装膜63的分离。
也就是说，固定基座1的上方和下方均设置加热机构2，使得顶封边61的熔融更彻底，电芯和包装膜63的分离更彻底；固定基座1的上方和下方均设置吸附装置4，当吸附装置4工作时，吸嘴42吸附在电池的包装膜63的上下表面，当顶封边61熔融后，吸嘴42吸附电芯上下层包装膜63分离。
其中，设置于固定基座1上方和下方的加热机构2以固定基座1所在平面为对称面呈镜像对称设置。
设置于固定基座1上方和下方的吸附装置4以固定基座1所在平面为对称面呈镜像对称设置。
设置于固定基座1上方和下方的驱动机构5以固定基座1所在平面为对称面呈镜像对称设置。
实际使用时，先将电池的封装不良品置于固定基座1上，使得其顶封边61位于顶封边容置槽11内，侧封边62位于侧封边容置槽12内；然后，启动驱动机构5，气缸51推动导管521向固定基座1移动，从而带动加热机构2和切刀机构3分别向顶封边61和侧封边62运动，当切刀机构3下降至电池的侧封边62上时，切刀机构3就能够把侧封边62切除，同时，加热板21开始对不良品的顶封边61加热，加热板21的设置温度要高于包装膜63的聚合层的熔融温度，经过足够的加热时间之后，顶封边61的聚合物层被完全熔融，使得顶封边61打开，如此就不会破坏极耳和电池的其他部位，此时，开启真空泵，使得通过气管41与该真空泵相连的吸嘴42与电池表面接触时保持一定的真空度，如此吸嘴42就会吸附在位于电芯上方和下方的包装膜63上。当导管521带动加热板21远离固定基座1移动时，由于包装膜63是三面开口的（顶封边61、侧封边62和气袋边），吸嘴42就会吸附包装膜63，使位于电芯上方和下方的包装膜63与电芯分离。
以上的实施例只是为了说明而不是限制本实用新型，以上所述仅仅是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型专利申请范围所述的方案所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。
Claims (9)
1.一种软包装锂离子电芯的回收装置，其特征在于：包括用于放置电池的固定基座、用于加热熔融电池的顶封边的加热机构、用于切除电池的侧封边的切刀机构、用于吸附电池的包装膜的吸附装置，以及用于驱动所述加热机构、所述切刀机构和所述吸附装置上下移动的驱动机构，所述驱动机构、所述加热机构、所述切刀机构和所述吸附装置均设置于所述固定基座的上方，并且所述加热机构和所述切刀机构之间呈85-95°。
2.根据权利要求1所述的软包装锂离子电芯的回收装置，其特征在于：所述驱动机构包括气缸、导套、第一安装板和第二安装板，所述气缸固定在所述第一安装板上，所述导套设置于所述第一安装板和所述第二安装板之间，所述加热机构、所述切刀机构和所述吸附装置均设置于所述第二安装板的靠近所述固定基座的表面上。
3.根据权利要求2所述的软包装锂离子电芯的回收装置，其特征在于：所述加热机构和所述吸附装置位于所述第二安装板的同一边上，并且所述加热机构和所述吸附装置平行设置。
4.根据权利要求1所述的软包装锂离子电芯的回收装置，其特征在于：所述加热机构包括加热板和集成于所述加热板内的加热器。
5.根据权利要求1所述的软包装锂离子电芯的回收装置，其特征在于：所述吸附装置包括若干个气管和吸嘴，所述吸嘴设置于所述气管的出口处，所述气管连接有真空泵。
6.根据权利要求1所述的软包装锂离子电芯的回收装置，其特征在于：所述加热机构和所述切刀机构之间呈90°。
7.根据权利要求1至6任一项所述的软包装锂离子电芯的回收装置，其特征在于：所述固定基座的下方也设置有所述加热机构、所述吸附装置和所述驱动机构，所述固定基座具有部分镂空的结构。
8.根据权利要求7所述的软包装锂离子电芯的回收装置，其特征在于：设置于所述固定基座上方和下方的加热机构以所述固定基座所在平面为镜像对称面呈对称设置，设置于所述固定基座上方和下方的吸附装置以所述固定基座所在平面为对称面呈镜像对称设置，设置于所述固定基座上方和下方的驱动机构以所述固定基座所在平面为对称面呈镜像对称设置。
9.根据权利要求7所述的软包装锂离子电芯的回收装置，其特征在于：所述固定基座包括电芯主体支撑板、设置于所述电芯主体支撑板侧边的倒L形容置槽和设置于所述电芯主体支撑板上的“工”字形镂空。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140409 |