技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池回收循環(huán)利用領(lǐng)域，具體涉及一種鋰電池外殼的拆解方法及其裝置。

背景技術(shù)：

鋰離子電池具有自放電小、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)以及清潔無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于便攜式移動(dòng)設(shè)備、電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車等領(lǐng)域。

具權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，截止2013年僅車載動(dòng)力鋰離子電池的產(chǎn)能就已突破4400兆瓦時(shí)，到2020年，車用鋰離子電池產(chǎn)能可能攀升至逾49000兆瓦時(shí)，這相當(dāng)于2013年的10倍。如此巨大的產(chǎn)能和消費(fèi)市場(chǎng)，這就決定了每年有上百兆甚至上千兆瓦時(shí)的鋰離子電池報(bào)廢或退役，而且在未來(lái)的數(shù)十年內(nèi)，這一報(bào)廢數(shù)量仍會(huì)持續(xù)增大。報(bào)廢的鋰離子電池中，具有豐富的銅和鋁等金屬資源，大量的正極材料，如鎳鈷錳酸鋰或磷酸鐵鋰等，以及大量的可回收再利用的石墨或鈷酸鋰或鈦酸鋰等負(fù)極材料，為了避免資源的大量浪費(fèi)以及實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，發(fā)展鋰離子電池回收技術(shù)尤為重要。

目前鋰離子電池主流的回收技術(shù)方案主要是對(duì)鋰電池直接進(jìn)行破碎，然后將電芯分揀出再回收其中的有用金屬材料，在對(duì)鋰電池破碎的過(guò)程中不可避免地對(duì)電芯也造成了破壞，資源回收率不高。目前也有采用設(shè)備先對(duì)鋰離子電池進(jìn)行殼，將其內(nèi)部電芯、蓋板和外部殼體分離之后再對(duì)內(nèi)部電芯進(jìn)行處理。但目前沒(méi)有針對(duì)鋰離子電池外殼進(jìn)行拆解的裝置，且拆解效率較低，這極大制約了廢舊電池的回收效率。因此，為了提高廢舊鋰離子電池的工業(yè)化回收效率、降低回收成本，開(kāi)發(fā)一種高效的鋰離子電池外殼拆解裝置十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池外殼拆解效率低下的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電池外殼的拆解方法及其裝置，旨在提高鋰離子電池外殼的拆解效率，降低回收成本。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種鋰電池外殼的拆解方法，其包括以下步驟：

（1）將電池組或電池模組放電后拆解成單體鋰電池；

（2）將鋰電池置于激光切割平臺(tái)上，并使鋰電池的蓋板端伸出激光切割平臺(tái)的外部；然后使用激光切割器對(duì)鋰電池的蓋板與殼體連接處進(jìn)行環(huán)切，使殼體與蓋板分離；

（3）將蓋板拉離殼體，使電芯和極耳露出殼體，然后使用激光切割器將極耳切割斷，使蓋板與電芯分離。

進(jìn)一步方案，所述步驟（2）中環(huán)切的位置為距離蓋板的0.2-1.5cm處。

進(jìn)一步方案，所述步驟（2）中鋰電池的蓋板端伸出激光切割平臺(tái)的長(zhǎng)度為電池總高度的1/5-1/2。

進(jìn)一步方案，所述步驟（3）中電芯露出殼體的長(zhǎng)度為整個(gè)電芯高度的1/5-1/2。

本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供上述一種鋰電池外殼的拆解方法的裝置，包括工作架，所述工作架的兩端分別設(shè)有傳送帶和激光切割平臺(tái)，所述激光切割平臺(tái)上設(shè)有激光切割器；位于傳送帶輸出端的工作架上架設(shè)有停止擋板，所述工作架的一側(cè)固設(shè)有導(dǎo)向槽，所述導(dǎo)向槽上分別滑動(dòng)設(shè)有第一機(jī)械手和第二機(jī)械手。

進(jìn)一步方案，所述停止擋板的底端固設(shè)有用感應(yīng)鋰電池的感應(yīng)器，所述感應(yīng)器的輸出端通過(guò)常閉繼電器與傳送帶的電機(jī)連接。

進(jìn)一步方案，所述傳送帶的中間沿其運(yùn)行方向平行設(shè)有限位側(cè)擋板，所述限位側(cè)擋板之間的間距L₁大于鋰電池的寬度L₂，且L₁:L₂=1.05-1.5：1。

進(jìn)一步方案，所述第一機(jī)械手包括與導(dǎo)向槽滑動(dòng)連接的移動(dòng)管，所述移動(dòng)管的頂端活動(dòng)套設(shè)有支撐架，移動(dòng)管沿著導(dǎo)向槽水平移動(dòng)，支撐架沿著移動(dòng)管垂直移動(dòng)；所述支撐架的底端固設(shè)有一對(duì)垂直夾板。

進(jìn)一步方案，所述第二機(jī)械手包括與導(dǎo)向槽滑動(dòng)連接的L形移動(dòng)架，所述移動(dòng)架的水平段底端固設(shè)有水平夾板。

進(jìn)一步方案，位于傳送帶和激光切割平臺(tái)之間的工作架上開(kāi)設(shè)有外殼分離口，遠(yuǎn)離傳送帶一端的工作架上依次開(kāi)設(shè)有蓋板分離口和電芯分離口。

本發(fā)明中傳送帶的表面是略微粗糙的。

水平夾板和垂直夾板的寬度要達(dá)到電池寬度的0.6-1倍，以便增加水平夾板、垂直夾板與待拆解電池之間的接觸面積，從而增加固定強(qiáng)度。

本發(fā)明可以安全且高效的完成電池殼體、蓋板和內(nèi)部電芯的分離，大大提高了整個(gè)電池的回收效率。同時(shí)，在激光切割過(guò)程中可以保持內(nèi)部電芯的完成性，方便后續(xù)電芯和殼體的分離，且在整個(gè)分離過(guò)程中不產(chǎn)生二次污染，清潔環(huán)保。

所以本發(fā)明操作簡(jiǎn)便，采用本發(fā)明所述電池外殼拆解裝置可一站式的完成殼體、內(nèi)部電芯和蓋板三者之間的分離，具有極高的效率，便于大規(guī)模的回收。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2是本發(fā)明中激光切割平臺(tái)處放大圖，

圖3是本發(fā)明中停止擋板處放大圖。

圖中：1-工作架；2-傳送帶；3-限位側(cè)擋板；4-第二機(jī)械手，4.1-移動(dòng)架，4.2-水平夾板；5-停止擋板；6-外殼分離口；7-激光切割平臺(tái)；8-鋰電池；9-激光環(huán)切路線；10-電芯分離口；11-第一機(jī)械手，11.1-移動(dòng)管，11.2-支撐架，11.3-垂直夾板；12-導(dǎo)向槽；13-蓋板分離口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：

一種鋰電池外殼的拆解方法，其包括以下步驟：

（1）將電池組或電池模組放電后拆解成單體鋰電池；

（2）將鋰電池置于激光切割平臺(tái)上，并使鋰電池的蓋板端伸出激光切割平臺(tái)的外部且其位于激光切割平臺(tái)外部的長(zhǎng)度為電池總高度的1/5；然后使用激光切割器對(duì)鋰電池的蓋板與殼體連接處進(jìn)行環(huán)切，環(huán)切的位置為距離蓋板的0.2cm處，使殼體與蓋板分離；

（3）將蓋板拉離殼體，使電芯和極耳露出殼體，電芯露出殼體的長(zhǎng)度為整個(gè)電芯高度的1/5；然后使用激光切割器將極耳切割斷，使蓋板與電芯分離。

實(shí)施例2：

一種鋰電池外殼的拆解方法，其包括以下步驟：

（1）將電池組或電池模組放電后拆解成單體鋰電池；

（2）將鋰電池置于激光切割平臺(tái)上，并使鋰電池的蓋板端伸出激光切割平臺(tái)的外部且其位于激光切割平臺(tái)外部的長(zhǎng)度為電池總高度的1/2；然后使用激光切割器對(duì)鋰電池的蓋板與殼體連接處進(jìn)行環(huán)切，環(huán)切的位置為距離蓋板的1.5cm處，使殼體與蓋板分離；

（3）將蓋板拉離殼體，使電芯和極耳露出殼體，電芯露出殼體的長(zhǎng)度為整個(gè)電芯高度的1/2；然后使用激光切割器將極耳切割斷，使蓋板與電芯分離。

實(shí)施例3：

如圖1、2、3所示，一種鋰電池外殼的拆解方法的裝置，包括工作架1，所述工作架1的兩端分別設(shè)有傳送帶2和激光切割平臺(tái)7，所述激光切割平臺(tái)7上設(shè)有激光切割器；位于傳送帶2輸出端的工作架1上架設(shè)有停止擋板5，所述工作架1的一側(cè)固設(shè)有導(dǎo)向槽12，所述導(dǎo)向槽12上分別滑動(dòng)設(shè)有第一機(jī)械手11和第二機(jī)械手4。

進(jìn)一步方案，所述停止擋板5的底端固設(shè)有用感應(yīng)鋰電池8的感應(yīng)器，所述感應(yīng)器的輸出端通過(guò)常閉繼電器與傳送帶2的電機(jī)連接。

進(jìn)一步方案，所述傳送帶2的中間沿其運(yùn)行方向平行設(shè)有限位側(cè)擋板3，所述限位側(cè)擋板3之間的間距L₁大于鋰電池8的寬度L₂，且L₁:L₂=1.05-1.5：1。限位側(cè)擋板對(duì)電池進(jìn)行限位并保證電池能被第一機(jī)械手11或第二機(jī)械手4準(zhǔn)確夾住

進(jìn)一步方案，所述第一機(jī)械手11包括與導(dǎo)向槽12滑動(dòng)連接的移動(dòng)管11.1，所述移動(dòng)管11.1的頂端活動(dòng)套設(shè)有支撐架11.2，移動(dòng)管11.1沿著導(dǎo)向槽12水平移動(dòng)，支撐架11.2沿著移動(dòng)管11.1垂直移動(dòng)；所述支撐架11.2的底端固設(shè)有一對(duì)垂直夾板11.3。

進(jìn)一步方案，所述第二機(jī)械手4包括與導(dǎo)向槽12滑動(dòng)連接的L形移動(dòng)架4.1，所述移動(dòng)架4.1的水平段底端固設(shè)有水平夾板4.2。

進(jìn)一步方案，位于傳送帶2和激光切割平臺(tái)7之間的工作架1上開(kāi)設(shè)有外殼分離口6，遠(yuǎn)離傳送帶2一端的工作架1上依次開(kāi)設(shè)有蓋板分離口13和電芯分離口10。

將放電完成的單體電池8放置于傳送帶2上的限位側(cè)擋板3之間進(jìn)行移動(dòng)，且使電池蓋板的一端與傳送帶2的運(yùn)行方向一致。當(dāng)位于停止擋板5上的感應(yīng)器檢測(cè)到電池時(shí)，則閉合電路而常閉繼電器斷開(kāi)，從而使傳送帶2停止運(yùn)行。第一機(jī)械手11沿著導(dǎo)向槽12進(jìn)行水平移動(dòng)至電池8的位置，其垂直夾板11.3通過(guò)支撐架11.2沿著移動(dòng)管11.1進(jìn)行垂直移動(dòng)，使其夾持住電池8的左、右兩側(cè)面，然后整體水平移動(dòng)，將電池搬運(yùn)到激光切割平臺(tái)7上，并使電池蓋板位于激光切割平臺(tái)7的外部；再開(kāi)啟激光切割器對(duì)電池殼體進(jìn)行環(huán)切，產(chǎn)生激光環(huán)切路線9，其環(huán)切的位置為距離電池蓋板一端的0.1-1.2 cm。激光環(huán)切之后，啟動(dòng)第二機(jī)械手4，使其水平夾板11.2將電池蓋板的上、下面夾住并向傳送帶2運(yùn)行的方向牽引移動(dòng)，使電池內(nèi)部的電芯和極耳外露，然后再由激光切割器在極耳與蓋板連接處進(jìn)行切割而分離出蓋板，將蓋板放入蓋板分離口13中。移動(dòng)第二機(jī)械手4使其夾住電池電芯，然后第二機(jī)械手4與第一機(jī)械手11同時(shí)向相反的方向移動(dòng)，將電芯和殼體分離，分別放入外殼分離口6和電芯分離口10中，從而實(shí)現(xiàn)將電池的殼體、蓋板和內(nèi)部電芯分離開(kāi)來(lái)。

以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思所作的舉例和說(shuō)明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的構(gòu)思或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。