CN209970855U - 一种多通道单体拆封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种多通道单体拆封装置，包括通用连接座，通用连接座通过通用连接法兰连接有模块式单体拆封加工通道，以及机器人，模块式单体拆封加工通道包括单体输送带和安装在单体输送带上的密封仓体，密封仓体前端设置有密封隔离进料仓，仓内部沿单体输送带的输送方向上设置有端盖切割机构，端盖切割机构包括微型带锯切割机以及安装在单体输送带两侧的切割机架，切割机架上安装有由调节伺服电机、调节丝杠副和调节导轨副构成的自动调节机构，微型带锯切割机安装在调节导轨副上，微型带锯切割机一侧设置有定位机构，能兼容绝大部分品种规格的动力和储能用锂离子蓄电池单体密封端盖的拆解加工。

Description

一种多通道单体拆封装置

技术领域

本实用新型实施例涉及锂离子蓄电池回收利用技术领域，具体涉及一种多通道单体拆封装置。

背景技术

我国新能源电动汽车和储能领域锂离子蓄电池的应用规模日益增加，总量已位居世界第一。2019年开始已有大量的锂离子蓄电池退役，数量还将逐年迅速递增，随之退役锂离子蓄电池的无害化回收利用已成为锂电产业链中亟待完善的关键闭环。锂离子蓄电池单体主要是由正极片、隔膜和负极片逐层复合叠加成电芯，装入单体外壳中，引出电极进行封口，再注入适量的电解液制成。国家倡导研发将电池单体五大材料(外壳、正极片、隔膜、负极片、电解液)中的七大组分(外壳材料、正极材料、铝箔、塑料隔膜、负极材料、铜箔、电解液)全部回收并精细分类的绿色环保技术。精细拆分首先需要将电池单体逐一拆解去除单体外壳，然后取出单体电芯进行统一的模块化加工处理，最终达到电池单体五大材料全部拆解回收，七大组分全部精细分类的目的。由于锂离子蓄电池单体有方形，软包和圆柱三大外形品种，而且每个品种的尺寸规格众多，这就给自动化兼容高效的拆解去除电池单体外壳带来了很大的技术难度，其中，最为关键的技术是高兼容性拆除电池单体外壳的封口，问题解决的好坏将直接影响整个精细拆分技术路线的实施效果。

现有的技术是：

(1)、将同一品种规格的电池单体放电后，单件排序通过单一加工通道装置完成拆解去除单体封口及外壳。

(2)、将电池单体整体进行破碎处理。

存在的问题是：

(1)、需要给每个电池单体进行放电处理。

(2)、对于方形、软包和圆柱三个类型的电池，只能拆解去除其中一种电池单体的外壳。

(3)、一次只能对一种相同品种和尺寸规格的电池单体拆解去除外壳。

(4)、电池单体整体进行破碎后，电芯组分材料不能实现全部回收和精细分类分选。

每次只能通过单一的加工通道对一种品种规格的电池单体进行成批拆解去除外壳，更换拆解电池规格时需要生产线停机进行调整，然而电池回收本身就有不确定性，品种规格繁杂，且同品种规格的电池批量不大，频繁调整加工装置对生产效率影响很大。

另外，只能适应部分类型的电池单体进行拆解去除外壳，没有良好完善的加工兼容性，生产线设备利用率低，整体破碎不能实现单体组分材料的全部回收和精细分选。以上问题的存在主要是由于在电池单体拆解去除外壳工序中，没有一种行之有效的、兼容性能良好的和生产效率较高的去除单体外壳装置所致。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种多通道单体拆封装置，通过实现多加工通道同时对方形、软包和圆柱多品种多规格电池单体密封端盖的拆解加工外壳封口加工，还可在生产线不停机的状态下进行调整，维修和快速更换的单体拆封装置。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种多通道单体拆封装置，包括通用连接座，所述通用连接座通过通用连接法兰连接有模块式单体拆封加工通道，以及为模块式单体拆封加工通道上料的机器人，所述模块式单体拆封加工通道包括单体输送带和安装在单体输送带上的密封仓体，所述密封仓体前端设置有密封隔离进料仓，内部沿单体输送带的输送方向上设置有端盖切割机构。

进一步地，所述端盖切割机构包括微型带锯切割机以及安装在单体输送带两侧的切割机架，所述切割机架上安装有自动调节机构，所述微型带锯切割机安装在调节导轨副上，所述微型带锯切割机一侧设置有定位机构。

进一步地，在所述微型带锯切割机与定位机构之间设置有固定安装在机体上的夹紧机构，所述夹紧机构包括夹紧支架以及安装在夹紧支架上的夹紧气缸，且所述夹紧气缸的输出轴上连接有夹紧压头。

进一步地，所述定位机构包括分布在单体输送带一侧的定位支架、可调定位杆和定位板以及分布在单体输送带另一侧的定位气缸、支撑架和定位推块，且所述支撑架安装在单体输送带一侧的切割机架上，将定位支架安装在单体输送带另一侧的切割机架上。

进一步地，所述定位板通过可调定位杆安装在定位支架上，所述定位推块通过可调定位杆安装在支撑架上，且所述定位气缸通过可调定位杆驱动定位推块直线运动。

进一步地，所述切割机架上设置有切割伺服电机，所述切割机架通过切割导轨副安装在所述机体上，且所述切割伺服电机通过驱动切割丝杠副带动切割机架在导轨副上运动。

进一步地，所述自动调节机构包括调节伺服电机、调节丝杠副和调节导轨副，所述调节丝杠副通过支架安装在切割机架上，所述调节导轨副安装在调节丝杠副上，且所述调节丝杠副通过调节伺服电机驱动转动。

进一步地，所述机器人为安装在单体输送带前端用于抓取电池单体的四轴水平机械手。

本实用新型实施例具有如下优点：

(1)本实用新型端盖切割机构上的自动调节机构的两个切割刀具的间距可根据电池单体外形尺寸自动调整位置，能兼容绝大部分品种规格的动力和储能用锂离子蓄电池单体。

(2)对于方形和软包电池单体进行加工时，可将单件或两件叠加在一起的电池单体拆解去除两端的密封盖，对于小型的圆柱电池单体进行加工时，采用电池模组整体上料，一次性拆解去除整体模组中全部单体两端的密封端盖。

(3)两个以上的加工通道可做扇形分布，多通道可同时对同一品种规格或不同品种规格的电池单体进行拆解去除单体外壳密封端盖。

(4)在生产线不停机的情况下，可对其中某个模块式单体拆封加工通道进行调整、维修和更换，大幅度提高了生产线的加工兼容性能和生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的一种多通道单体拆封装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种多通道单体拆封装置的纵剖面结构示意图。

图中：

1-第一模块式单体拆封加工通道；2-第二模块式单体拆封加工通道；3—机器人；4-电池单体；5-单体输送带；6-密封隔离进料仓；7-密封仓体；8-端盖切割机构；9-夹紧机构；10-定位机构；11-自动调节机构；12-通用连接法兰；13-通用连接座；14-切割伺服电机；15-切割丝杠副；16-切割导轨副；17-切割机架；18-调节伺服电机；19-调节丝杠副；20-调节导轨副；21-微型带锯切割机；22-定位支架；23-可调定位杆；24-定位板；25-微型带锯；26-夹紧支架；27-夹紧气缸；28-夹紧压头；29-定位推块；30-支撑架；31-定位气缸。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型实施例公开了一种多通道单体拆封装置，包括通用连接座13和电池单体4，通用连接座13通过通用连接法兰12连接有模块式单体拆封加工通道，以及为模块式单体拆封加工通道上料的机器人3，模块式单体拆封加工通道包括单体输送带5和安装在单体输送带上的密封仓体7，密封仓体7前端设置有密封隔离进料仓6，密封仓体7内部沿单体输送带5的输送方向上设置有端盖切割机构8；

端盖切割机构8包括微型带锯切割机21以及安装在单体输送带5两侧的切割机架17，切割机架17上安装有由调节伺服电机18、调节丝杠副19和调节导轨副20构成的自动调节机构11，微型带锯切割机21安装在调节导轨副20上，微型带锯切割机21一侧设置有定位机构10。

两个立式的微型带锯切割机21均可通过自动调节机构11驱动，垂直于切割方向运动，从而带动两个立式的微型带锯切割机21进行横向的位移和定位，起到可依据电池单体4外形不同尺寸，调整微型带锯切割机21两个带锯条的相对切割位置的作用。

当电池单体4被输送到切割位置并定位夹紧时，微型带锯切割机21上的带锯25启动，两套切割伺服电机14、切割丝杠副15带动微型带锯切割机21沿着电池单体4进料方向进行切割运动，同时将电池单体的两个端盖切割去除。

在以上机构的联动控制下，就可自动完成微型带锯切割机21的进刀切割，退刀回位的电池单体4的端盖切割去除的全部加工循环。

位于微型带锯切割机21与定位机构10之间设置有安装固定在机体上的夹紧机构9，夹紧机构9包括夹紧支架26以及安装在夹紧支架26上的夹紧气缸27，且夹紧气缸27的输出轴上连接有夹紧压头28。

定位机构10包括分布在单体输送带5一侧的定位支架22、可调定位杆23和定位板24以及分布在单体输送带5另一侧的定位气缸31、支撑架30和定位推块29，且支撑架30安装在单体输送带5一侧的切割机架17上，所述定位支架22安装在单体输送带5另一侧的切割机架17上，定位板24通过可调定位杆23安装在定位支架22上，所述定位推块29通过可调定位杆23安装在支撑架30上，且定位气缸31通过可调定位杆23驱动定位推块29直线运动。

当电池单体4运动到切割位置后，定位气缸31运动带动定位推块29横向推动单体4，使电池单体4的一个端面靠紧在已调整好位置的定位板24端面上，此时夹紧机构9的夹紧压头28将单体夹紧在单体输送带5上，定位气缸31退回原位，即完成电池单体的切割前的定位动作。

切割机架17上设置有切割伺服电机14，切割机架17通过切割导轨副16安装在机体上，且切割伺服电机14通过驱动切割丝杠副15带动切割机架17在导轨副16上运动。

机器人3为安装在单体输送带5前端用于抓取电池单体4的四轴水平机械手，安装在单体输送带5前端的四轴水平机械手，通过控制水平关节运动可使机械手上的上料吸盘在一定范围内准确水平定位，再通过机头的垂直杆控制上下运动位置，使吸盘完成从电池单体箱中抓取工件然后放置到输送线上的动作循环。

分别将电池单体4摆放到加工输送带5的上料位置，随着输送带5的运动电池单体4通过活动帘密封隔离进料仓6，被送到加工通道密封仓体7内端盖切割去除装置8的进料位置，通过定位机构10将单体找正定位，夹紧机构9工作，推送电池单体4通过自动切割刀具调节机构11后，电池单体4外壳上两端的密封端盖被切除，切割下来的密封端盖材料经下料口收集回收，拆解去除密封端盖的电池单体4被单体输送带5送到生产线的下一个加工装置中进行后续加工处理。

端盖切割机构8上的自动调节机构11的两个切割刀具的间距可根据电池单体4外形尺寸自动调整位置，能兼容绝大部分品种规格的动力和储能用锂离子蓄电池单体。

对于方形和软包电池单体进行加工时，可将单件或两件叠加在一起的电池单体拆解去除两端的密封盖，对于小型的圆柱电池单体进行加工时，采用电池模组整体上料，一次性拆解去除整体模组中全部单体两端的密封端盖。

加工通道的通用连接法兰12可与生产线多通道通用连接座互换连接，可以安装两个以上的模块式单体拆封加工通道，具体表现为第一模块式单体拆封加工通道1和第二模块式单体拆封加工通道2。

设置两个以上的加工通道时可做扇形分布，多通道可同时对同一品种规格或不同品种规格的电池单体进行拆解去除单体外壳密封端盖。

在生产线不停机的情况下，可对其中某个模块式单体拆封加工通道进行调整、维修和更换，大幅度提高了生产线的加工兼容性能和生产效率。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种多通道单体拆封装置，其特征在于，包括通用连接座(13)，所述通用连接座(13)通过通用连接法兰(12)连接有模块式单体拆封加工通道，以及为模块式单体拆封加工通道上料的机器人(3)，所述模块式单体拆封加工通道包括单体输送带(5)和安装在单体输送带上的密封仓体(7)，所述密封仓体(7)前端设置有密封隔离进料仓(6)，内部沿单体输送带(5)的输送方向上设置有端盖切割机构(8)。

2.根据权利要求1所述的一种多通道单体拆封装置，其特征在于，所述端盖切割机构(8)包括微型带锯切割机(21)以及安装在单体输送带(5)两侧的切割机架(17)，所述切割机架(17)上安装有自动调节机构(11)，所述微型带锯切割机(21)安装在调节导轨副(20)上，所述微型带锯切割机(21)一侧设置有定位机构(10)。

3.根据权利要求2所述的一种多通道单体拆封装置，其特征在于，在所述微型带锯切割机(21)与定位机构(10)之间设置有固定安装在机体上的夹紧机构(9)，所述夹紧机构(9)包括夹紧支架(26)以及安装在夹紧支架(26)上的夹紧气缸(27)，且所述夹紧气缸(27)的输出轴上连接有夹紧压头(28)。

4.根据权利要求3所述的一种多通道单体拆封装置，其特征在于，所述定位机构(10)包括分布在单体输送带(5)一侧的定位支架(22)、可调定位杆(23)和定位板(24)以及分布在单体输送带(5)另一侧的定位气缸(31)、支撑架(30)和定位推块(29)，且所述支撑架(30)安装在单体输送带(5)一侧的切割机架(17)上，将定位支架(22)安装在单体输送带(5)另一侧的切割机架(17)上。

5.根据权利要求4所述的一种多通道单体拆封装置，其特征在于，所述定位板(24)通过可调定位杆(23)安装在定位支架(22)上，所述定位推块(29)通过可调定位杆(23)安装在支撑架(30)上，且所述定位气缸(31)通过可调定位杆(23)驱动定位推块(29)直线运动。

6.根据权利要求2所述的一种多通道单体拆封装置，其特征在于，所述切割机架(17)上设置有切割伺服电机(14)，所述切割机架(17)通过切割导轨副(16)安装在机体上，且所述切割伺服电机(14)通过驱动切割丝杠副(15)带动切割机架(17)在导轨副(16)上运动。

7.根据权利要求2所述的一种多通道单体拆封装置，其特征在于，所述自动调节机构(11)包括调节伺服电机(18)、调节丝杠副(19)和调节导轨副(20)，所述调节丝杠副(19)通过支架安装在切割机架(17)上，所述调节导轨副(20)安装在调节丝杠副(19)上，且所述调节丝杠副(19)通过调节伺服电机(18)驱动转动。

8.根据权利要求1所述的一种多通道单体拆封装置，其特征在于，所述机器人(3)为安装在单体输送带(5)前端用于抓取电池单体(4)的四轴水平机械手。

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