CN208849036U - 一种锂电池芯包分解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电子废弃物回收利用技术领域，公开了一种锂电池芯包分解装置。所述锂电池芯包分解装置包括用于夹持芯包的夹持机构、用于将极片割断的切割机构、用于将割断后的极片的一端压紧的压紧机构和用于将极片的另一端展开并压紧的反卷机构和用于将展开后的极片进行吸附分离的分离机构。本实用新型通过利用夹持机构、切割机构、压紧机构、反卷机构和分离机构的相互配合，实现了锂电池芯包能够自动化地被单独拆解。

Description

一种锂电池芯包分解装置

技术领域

本实用新型涉及电子废弃物回收利用技术领域，尤其涉及一种锂电池芯包分解装置。

背景技术

锂电池生产工艺成熟，包装成本较低，电池产品良率较高，具有能量密度高、安全性好、一致性好等优点。随着锂电池的大量应用，锂电池即将迎来一个报废高峰，这些报废的锂电池应该如何处置已成为一个不容小觑的问题。

锂电池的主体部件是芯包，芯包的主体部件是极片，装配时按照正极片-隔膜-负极片-隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池芯包，将电池芯包装入电池外壳内，再经注入电解液、封口等工艺过程，即完成锂电池的装配过程，制成成品电池。而极片的正极和负极分别是由集流体(铜箔和铝箔)和正负极材料组成，极片的成本在锂电池整体成本中占据了很大比例。因此，对芯包进行各组分精细拆解，实现锂离子电池芯包正负极片的分解回收，是急需解决的问题。

同时，锂电池回收过程中易出现电解液泄露及重金属扩散等风险，若人工拆解电池，存在电解液腐蚀人手或吸入HF气体危害身体健康等安全隐患。现阶段废旧锂电池回收主要依靠物理破碎和化学提取，上述回收技术具有能耗高、易产生二次污染、分离回收不彻底等缺陷。

因此，亟待需要一种新型锂电池芯包分解装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂电池芯包分解装置，以实现锂电池芯包能够自动化地被单独拆解。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种锂电池芯包分解装置，芯包包括极片，芯包分解装置包括用于夹持芯包的夹持机构、用于将极片割断的切割机构、用于将割断后的极片的一端压紧的压紧机构和用于将极片的另一端展开并压紧的反卷机构和用于将展开后的极片进行吸附分离的分离机构。

作为优选，还包括用于供给芯包的传送机构，传送机构设于夹持机构与切割机构之间。

作为优选，还包括用于回收分离后的极片的回收机构以及用于处理芯包分解装置产生的废气和灰尘的尾气处理机构。

作为优选，夹持机构包括依次连接的夹持X向导轨、夹持Z向导轨和夹爪，夹爪连接有夹爪气缸，夹爪能夹持芯包并可沿夹持X向导轨和夹持Z向导轨移动。

作为优选，切割机构包括依次连接的切割X向导轨、第一切割连接板、切割弹簧、第二切割连接板和切割刀，切割刀能沿切割X向导轨移动，并通过判断切割弹簧的形变量，以将芯包的极片割断。

作为优选，压紧机构包括依次连接的压紧Z向导轨、第一压紧连接板、压紧弹簧、第二压紧连接板和压紧手指，压紧手指能沿压紧Z向导轨移动，并通过判断压紧弹簧的形变量，以将割断后的极片的一端压紧。

作为优选，反卷机构包括依次连接的反卷Y向导轨、反卷Z向导轨和反卷挡板，反卷Y向导轨与压紧手指垂直，反卷挡板能沿反卷Y向导轨和反卷Z向导轨移动，以将割断后的极片的另一端展开并压紧。

作为优选，极片经反卷机构展开后形成位于上部的第一极片和位于下部的第二极片；分离机构包括依次连接的分离X向导轨、分离Z向连接板、旋转电机、分离Z向伸缩杆和第一真空吸盘，第二极片的下方还设有用于吸附第二极片的第二真空吸盘，第一真空吸盘能沿分离X向导轨移动、沿旋转电机旋转以及由分离Z向伸缩杆带动伸缩，以吸附第一极片。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过利用夹持机构、切割机构、压紧机构、反卷机构和分离机构的相互配合，实现了锂电池芯包能够自动化地被单独拆解。

附图说明

图1是本实用新型提供的锂电池芯包分解装置的结构示意图；

图2是图1中夹持机构的结构示意图；

图3是图1中切割机构的结构示意图；

图4是图1中压紧机构的结构示意图。

图中：

1、操作平台；2、传送机构；3、夹持机构；4、切割机构；5、压紧机构；6、反卷机构；7、分离机构；8、回收机构；

31、夹持X向导轨；32、夹持Z向导轨；33、夹爪；34、夹爪气缸；

41、切割X向导轨；42、第一切割连接板；43、切割弹簧；44、第二切割连接板；45、切割刀；

51、压紧Z向导轨；52、第一压紧连接板；53、压紧弹簧；54、第二压紧连接板；55、压紧手指；

61、反卷Y向导轨；62、反卷Z向导轨；63、反卷挡板；

71、分离X向导轨；72、分离Z向连接板；73、旋转电机；74、分离Z向伸缩杆；75、第一真空吸盘；76、第二真空吸盘；

81、第一回收箱；82、第二回收箱。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型提供的一种锂电池芯包分解装置，包括操作平台1和按照锂电池极片拆解工序依次设置的传送机构2、夹持机构3、切割机构4、压紧机构5、反卷机构6、分离机构7、回收机构8和尾气处理机构(图中未示出)，传送机构2、夹持机构3、切割机构4、压紧机构5、反卷机构6和分离机构7均位于操作平台1上，回收机构8和尾气处理机构均位于操作平台1下。

具体地，传送机构2设于夹持机构3与切割机构4之间，且其一端连接有上料机构(图中未示出)，传送机构2能够将上料机构运送至其上的锂电池芯包逐个有序地运送至下一工序所需位置(即夹持机构3与切割机构4之间)。

如图2所示，夹持机构3包括依次连接的夹持X向导轨31、夹持Z向导轨32和夹爪33，夹持X向导轨31固定于操作平台1上，夹爪33连接有夹爪气缸34，夹爪33能夹持芯包并可沿夹持X向导轨31和夹持Z向导轨32移动。传送机构2上的锂电池芯包运动到一定位置时，夹爪33通过驱动机构(如电机)的驱动，使其沿夹持X向导轨31和夹持Z向导轨32移动至芯包所在位置，然后利用夹爪气缸34使夹爪33夹住锂电池芯包。

如图3所示，切割机构4包括依次连接的切割X向导轨41、第一切割连接板42、切割弹簧43、第二切割连接板44和切割刀45，切割刀45能沿切割X向导轨41移动，并通过判断切割弹簧43的形变量，以将芯包的极片和隔膜割断。具体地，在第一切割连接板42和第二切割连接板44之间设置距离传感器，通过设置预定距离(即切割弹簧43发生形变后的高度)来表征切割刀45能够割断芯包表层的极片和隔膜的状态。可以理解的是，还可以是在第一切割连接板42和第二切割连接板44分别与切割弹簧43连接的位置处设置力传感器，通过检测切割弹簧43发生形变时的弹力来表征切割刀45能够割断芯包表层的极片和隔膜的状态。

如图4所示，压紧机构5包括依次连接的压紧Z向导轨51、第一压紧连接板52、压紧弹簧53、第二压紧连接板54和压紧手指55，压紧手指55能沿压紧Z向导轨51移动，并通过判断压紧弹簧53的形变量，以将割断后的极片的一端压紧。具体地，在第一压紧连接板52和第二压紧连接板54之间设置距离传感器，通过设置预定距离(即压紧弹簧53发生形变后的高度)来表征压紧手指55能够将极片和隔膜割断后的一端压紧的状态。可以理解的是，还可以是在第一压紧连接板52和第二压紧连接板54分别与压紧弹簧53连接的位置处设置力传感器，通过检测压紧弹簧53发生形变时的弹力来表征压紧手指55能够将极片和隔膜割断后的一端压紧的状态。

请继续参阅图1，反卷机构6包括依次连接的反卷Y向导轨61、反卷Z向导轨62和反卷挡板63，反卷Y向导轨61与压紧手指55垂直，反卷挡板63能沿反卷Y向导轨61和反卷Z向导轨62移动，以将极片和隔膜割断后的另一端展开并压紧。值得注意的是，图1中并未示出将极片和隔膜展开后的状态。极片为两层，隔膜也为两层，二者成型的顺序为：极片-隔膜-极片-隔膜。因此，当极片经反卷机构6展开后形成位于上部的第一极片和位于下部的第二极片，而位于下部的第二极片的上下表面均贴设有隔膜。

具体地，分离机构7包括依次连接的分离X向导轨71、分离Z向连接板72、旋转电机73、分离Z向伸缩杆74和第一真空吸盘75，第二极片的下方还设有用于吸附第二极片和与其贴设的两层隔膜的第二真空吸盘76，第一真空吸盘75能沿分离X向导轨71移动、沿旋转电机73旋转以及由分离Z向伸缩杆74带动伸缩，以吸附第一极片。回收机构8包括第一回收箱81和第二回收箱82，由第一真空吸盘75吸附后的第一极片由旋转电机73转动90度后排到第一回收箱81中，由第二真空吸盘76吸附后的第二极片和两层隔膜依然被吸附在操作平台1上，然后将与第二真空吸盘76连接的抽真空机构关闭且同时将压紧手指55和反卷挡板63抬起，使第二极片和两层隔膜受自身的回复力聚集到一起，最后通过反卷挡板63将第二极片和两层隔膜排到第二回收箱82中，从而实现了极片的分离回收。

具体地，锂电池芯包拆解及分离过程中挥发产生的HF废气及涂层粉尘由抽气管路(图中未示出)排出，进入尾气处理机构中，经绿色化处理后排入大气。

本实用新型还提供了一种锂电池芯包分解方法，上述锂电池芯包分解装置是该分解方法的优选实施例，具体地，芯包分解方法包括以下步骤：

S1、将芯包夹持并对芯包的极片进行切割：

利用夹持机构3的夹爪33对芯包进行夹持，并利用切割机构4的切割刀45对芯包的极片进行切割；

S2、将切割后的极片的一端压紧，并将另一端展开后压紧：

利用压紧机构5的压紧手指55将切割后的极片的一端压紧，并利用反卷机构6的反卷挡板63将极片展开并压紧极片的另一端；

S3、将展开后的的极片进行吸附分离：

利用分离机构7的第一真空吸盘75和第二真空吸盘76对第一极片和第二极片进行吸附分离。

S4、对吸附分离后的极片进行回收：

利用回收机构8的第一回收箱81和第二回收箱82分别对吸附分离后的第一极片和第二极片进行回收。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术用户来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锂电池芯包分解装置，所述芯包包括极片，其特征在于，所述芯包分解装置包括用于夹持所述芯包的夹持机构(3)、用于将所述极片割断的切割机构(4)、用于将割断后的所述极片的一端压紧的压紧机构(5)和用于将所述极片的另一端展开并压紧的反卷机构(6)和用于将展开后的所述极片进行吸附分离的分离机构(7)。

2.根据权利要求1所述的锂电池芯包分解装置，其特征在于，还包括用于供给所述芯包的传送机构(2)，所述传送机构(2)设于所述夹持机构(3)与所述切割机构(4)之间。

3.根据权利要求1所述的锂电池芯包分解装置，其特征在于，还包括用于回收分离后的所述极片的回收机构(8)以及用于处理所述芯包分解装置产生的废气和灰尘的尾气处理机构。

4.根据权利要求1所述的锂电池芯包分解装置，其特征在于，所述夹持机构(3)包括依次连接的夹持X向导轨(31)、夹持Z向导轨(32)和夹爪(33)，所述夹爪(33)连接有夹爪气缸(34)，所述夹爪(33)能夹持所述芯包并可沿所述夹持X向导轨(31)和所述夹持Z向导轨(32)移动。

5.根据权利要求1所述的锂电池芯包分解装置，其特征在于，所述切割机构(4)包括依次连接的切割X向导轨(41)、第一切割连接板(42)、切割弹簧(43)、第二切割连接板(44)和切割刀(45)，所述切割刀(45)能沿所述切割X向导轨(41)移动，并通过判断所述切割弹簧(43)的形变量，以将所述芯包的所述极片割断。

6.根据权利要求1所述的锂电池芯包分解装置，其特征在于，所述压紧机构(5)包括依次连接的压紧Z向导轨(51)、第一压紧连接板(52)、压紧弹簧(53)、第二压紧连接板(54)和压紧手指(55)，所述压紧手指(55)能沿所述压紧Z向导轨(51)移动，并通过判断所述压紧弹簧(53)的形变量，以将割断后的所述极片的一端压紧。

7.根据权利要求6所述的锂电池芯包分解装置，其特征在于，所述反卷机构(6)包括依次连接的反卷Y向导轨(61)、反卷Z向导轨(62)和反卷挡板(63)，所述反卷Y向导轨(61)与所述压紧手指(55)垂直，所述反卷挡板(63)能沿所述反卷Y向导轨(61)和所述反卷Z向导轨(62)移动，以将所述割断后的所述极片的另一端展开并压紧。

8.根据权利要求7所述的锂电池芯包分解装置，其特征在于，所述极片经所述反卷机构(6)展开后形成位于上部的第一极片和位于下部的第二极片；所述分离机构(7)包括依次连接的分离X向导轨(71)、分离Z向连接板(72)、旋转电机(73)、分离Z向伸缩杆(74)和第一真空吸盘(75)，所述第二极片的下方还设有用于吸附极片已展开芯包底部的第二真空吸盘(76)，所述第一真空吸盘(75)能沿所述分离X向导轨(71)移动、沿所述旋转电机(73)旋转以及由所述分离Z向伸缩杆(74)带动伸缩，以吸附分离所述第一极片。