廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子電池回收【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置。廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置，包括用于放置電芯的平臺，平臺上設(shè)有用于固定電芯的電芯固定結(jié)構(gòu)，該極柱去除裝置還包括用于夾緊電池頂蓋的夾持機(jī)構(gòu)，平臺和/或夾持機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接有驅(qū)動(dòng)平臺和夾持機(jī)構(gòu)相對旋轉(zhuǎn)以擰掉電池頂蓋的扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。通過該極柱去除裝置可以方便、快速的將極柱和電池頂蓋從電芯上分離，而且不會對造成電芯短路。
【專利說明】廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子電池回收【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種廢舊鋰離子電池回收用極柱 去除裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 綠色能源是全球汽車未來發(fā)展的一個(gè)主要方向，根據(jù)《電動(dòng)汽車"十二五"專項(xiàng)規(guī) 劃》預(yù)計(jì)，2015年中國電動(dòng)汽車保有量計(jì)劃達(dá)到50萬輛。由于國家"十二五"新能源項(xiàng)目 規(guī)劃政策的推動(dòng)，鋰離子動(dòng)力電池在純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車及風(fēng)光儲能等領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng) 用將會在5年內(nèi)迅速擴(kuò)大。隨之而來，將面臨的是嚴(yán)峻的回收處理壓力，鋰離子動(dòng)力電池的 壽命一般為3-5年。鋰離子動(dòng)力電池?zé)o法降解，電池內(nèi)的化合物流入土地中會對環(huán)境造成 嚴(yán)重污染。鋰離子動(dòng)力電池內(nèi)富含貴重的有色金屬銅和鋁，且電芯材料具有回收價(jià)值，對鋰 電池回收可避免資源浪費(fèi)。
[0003] 目前國內(nèi)外對鋰離子動(dòng)力電池回收技術(shù)的研究甚少。鋰電池動(dòng)力電池通常包括 電芯，電芯的外部套設(shè)有電池殼，電芯的頂部裝配有正、負(fù)極柱，正、負(fù)極柱上連接有電池頂 蓋，電池頂蓋裝配于電芯的頂部，正、負(fù)極柱通常以螺栓聯(lián)接或超聲波焊接的方法與電芯極 耳聯(lián)接在一起，去除極柱是回收電芯必要前處理工序。通常的方法是采用閘刀將極柱切斷， 然而極柱與電芯緊挨而此處無法下刀，而且切斷瞬間會引起電芯短路，因此該切斷方法不 適用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置，以便于將極柱 從電芯上分離且不會造成電芯短路。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：廢舊鋰離子電池回收用極柱去除 裝置，包括用于放置電芯的平臺，平臺上設(shè)有用于固定電芯的電芯固定結(jié)構(gòu)，該極柱去除裝 置還包括用于夾緊電池頂蓋的夾持機(jī)構(gòu)，平臺和/或夾持機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接有驅(qū)動(dòng)平臺和夾持 機(jī)構(gòu)相對旋轉(zhuǎn)以擰掉電池頂蓋的扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0006] 所述扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與被處理的電池頂蓋的中心軸線重合。
[0007] 所述扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為往復(fù)式扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0008] 所述往復(fù)扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為擺動(dòng)液壓缸。
[0009] 僅夾持機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接有所述扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述平臺上開設(shè)有供夾持機(jī)構(gòu)擺動(dòng)的 讓位槽。
[0010] 廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置還包括安裝架，該安裝架呈C形結(jié)構(gòu)，安裝 架包括連接板和上下或前后平行分布的兩個(gè)側(cè)板，夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配于側(cè)板上，連接板一 側(cè)設(shè)有用于對電池頂蓋定位的定位結(jié)構(gòu)、另一側(cè)與扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸相連。
[0011] 所述電芯固定結(jié)構(gòu)為設(shè)于平臺上部的上壓板。
[0012] 上壓板上連接有用于驅(qū)動(dòng)上壓板往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)裝置，直線驅(qū)動(dòng)裝置的 驅(qū)動(dòng)方向與平臺垂直。
[0013] 所述直線驅(qū)動(dòng)裝置為壓力氣缸，所述壓力氣缸的驅(qū)動(dòng)端設(shè)有浮動(dòng)接頭，所述上壓 板通過浮動(dòng)接頭與壓力氣缸的驅(qū)動(dòng)端連接。
[0014] 所述平臺上還設(shè)有用于對電芯進(jìn)行導(dǎo)向的電芯導(dǎo)向槽。
[0015] 本發(fā)明的有益效果：該極柱去除裝置在使用時(shí)，首先將電芯放置在平臺上，通過電 芯固定結(jié)構(gòu)將電芯固定，然后通過夾持機(jī)構(gòu)夾緊電池頂蓋，然后啟動(dòng)扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，擺動(dòng)機(jī) 構(gòu)向夾持機(jī)構(gòu)和/或平臺傳遞扭轉(zhuǎn)力矩，夾持機(jī)構(gòu)可以分別在正、負(fù)極柱的耳根部作用一 對方向相反的剪切力，電池頂蓋和極柱可以繞電芯的長度延伸方向發(fā)生扭轉(zhuǎn)，以至撕斷極 耳，從而達(dá)到了分離極柱的目的。由此可見，通過該極柱去除裝置可以方便、快速的將極柱 和電池頂蓋從電芯上分離，而且不會對造成電芯短路。
[0016] 進(jìn)一步的，扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與電池頂蓋的中心軸線重合，在使用時(shí)，可以 避免將電芯的其它部分撕裂，能輕松將電池頂蓋和極柱撕下。
[0017] 進(jìn)一步的，擺動(dòng)液壓缸具有擺角大而結(jié)構(gòu)緊湊、輸出力矩大而啟動(dòng)壓力低的優(yōu)點(diǎn)， 無需任何變速機(jī)構(gòu)就可使夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)獲得往復(fù)擺轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0018] 進(jìn)一步的，通過定位結(jié)構(gòu)對定位蓋板的定位作用，可以快速完成對電芯的固定操 作，提高工作效率。
[0019] 進(jìn)一步的，采用上壓板作為電芯固定結(jié)構(gòu)，上壓板不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且上壓板與電 芯的接觸面積大，通過上壓板的壓緊作用可以將電芯快速牢固的固定在平臺上，且在電池 頂蓋和極柱扭轉(zhuǎn)時(shí)，電芯可以固定不動(dòng)。
[0020] 進(jìn)一步的，上壓板在直線驅(qū)動(dòng)裝置的作用下可以向電芯提供足夠的壓緊作用力， 而且可以快速實(shí)現(xiàn)對電芯的固定裝配和拆卸，提高了工作效率。
[0021] 進(jìn)一步的，浮動(dòng)結(jié)構(gòu)用于連接壓力氣缸的驅(qū)動(dòng)端和上壓板。因在執(zhí)行元件壓力氣 缸裝配時(shí)會存在偏斜，且上壓板壓在電芯上時(shí)也會存在受力不平衡，若壓力氣缸驅(qū)動(dòng)端直 接固聯(lián)上壓板，設(shè)備長期工作后會損壞壓力氣缸。浮動(dòng)接頭就是用來解決此問題，抵消不平 衡力，保證執(zhí)行元件壓力氣缸的工作壽命。
[0022] 進(jìn)一步的，通過電芯導(dǎo)向槽可以快速將電芯安裝在平臺上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明的廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 如圖1所示，廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置包括平臺1，該平臺1用于放置 去殼后電芯，平臺1上從左向右依次設(shè)有電芯固定結(jié)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)和扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7。電芯 固定結(jié)構(gòu)具有固定電芯的作用，夾持機(jī)構(gòu)具有夾緊電池頂蓋和極柱的作用，在扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)7的驅(qū)動(dòng)作用下夾持機(jī)構(gòu)和平臺相互旋轉(zhuǎn)可將電池頂蓋擰掉。扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的驅(qū)動(dòng)軸 平行于平臺1。在本實(shí)施例中，扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與被處理的電池頂蓋的中心軸線重 合，扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為往復(fù)扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0025] 在本實(shí)施例中，該平臺1呈水平設(shè)置，平臺1上設(shè)有沿左右方向延伸的電芯導(dǎo)向槽 11，電芯導(dǎo)向槽具有前后對稱分布的兩個(gè)槽壁，兩個(gè)槽壁對用于電芯在前后方向定位。平臺 1上還開設(shè)有供夾持機(jī)構(gòu)往復(fù)擺動(dòng)的讓位槽12,該讓位槽12為上下貫通的通槽。電芯導(dǎo)向 槽11與讓位槽12的延伸方向呈垂直分布。
[0026] 在本實(shí)施例中，電芯固定結(jié)構(gòu)為上壓板2,上壓板2位于平臺1的上方，上壓板2位 于電芯導(dǎo)向槽11的正上方。上壓板2上連接有直線驅(qū)動(dòng)裝置3,直線驅(qū)動(dòng)裝置3的驅(qū)動(dòng)方 向與平臺垂直，上壓板在直線驅(qū)動(dòng)裝置3的作用下可做上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。平臺1上設(shè)有 立柱13,立柱13的上部固設(shè)有安裝板14,直線驅(qū)動(dòng)裝置3安裝于安裝板14上。直線驅(qū)動(dòng) 裝置3為壓力氣缸。上壓板2位于安裝板14的下方，壓力氣缸的驅(qū)動(dòng)端設(shè)有浮動(dòng)接頭15， 上壓板2通過浮動(dòng)接頭15與壓力氣缸連接。上壓板的輸出壓力為20-25kgf。在其它實(shí)施 例中，直線驅(qū)動(dòng)裝置還可以為液壓缸。在其它實(shí)施例中，還可以通過螺栓將上壓板裝配于 平臺上，上壓板與平臺可拆固定連接，在使用時(shí)，通過對螺栓的擰緊來實(shí)現(xiàn)對電芯的壓緊固 定，在極柱拆除完畢后，通過對螺栓的擰松來實(shí)現(xiàn)電芯的拆卸。在其它實(shí)施例中，還可以省 去電芯導(dǎo)向槽，此時(shí)，采用壓緊套代替上壓板，通過壓緊套將電芯固定安裝于平臺上。
[0027] 夾持機(jī)構(gòu)位于電芯固定結(jié)構(gòu)的右側(cè)。在本實(shí)施例中，夾持機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)夾板4,夾 板4上連接有用于驅(qū)動(dòng)夾板開合的夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5。夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5為夾緊氣缸，夾緊氣缸 的夾緊行程為15_，輸出的夾緊力大于等于50N，在其它實(shí)施例中，夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以為 液壓缸。在其它實(shí)施例中，夾持機(jī)構(gòu)還可以為能夠開合的兩個(gè)擺臂。在本實(shí)施例中，兩個(gè)夾 板沿上下方向平行分布，夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有沿上下方向往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)行程，夾持機(jī) 構(gòu)通過安裝架6裝配于平臺上，該安裝架6呈C形結(jié)構(gòu)，安裝架6包括連接板和上下平行分 布的兩個(gè)側(cè)板，夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5裝配于側(cè)板上，連接板的右側(cè)與扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的驅(qū)動(dòng)軸相 連，扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的驅(qū)動(dòng)軸與連接板垂直，連接板的左側(cè)設(shè)有用于對電池頂蓋定位的定 位結(jié)構(gòu)。該定位機(jī)構(gòu)為由向連接板左側(cè)的凸起，在使用時(shí)，由左向右推動(dòng)電芯，當(dāng)電池頂蓋 與凸起接觸時(shí)，停止推動(dòng)，可以快速實(shí)現(xiàn)對電池頂蓋的定位。在其它實(shí)施例中，該定位機(jī)構(gòu) 還可以槽狀結(jié)構(gòu)。在其它實(shí)施例中，夾板還可以沿前后方向平行分布，夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有沿 前后方向往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)行程。
[0028] 在本實(shí)施例中，往復(fù)扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為擺動(dòng)液壓缸，擺動(dòng)液壓缸的輸入油壓工作壓 力為12-15MPa，油缸的輸出扭矩大于等于22. 5Ν·πι，每次扭轉(zhuǎn)角度90° ±4°。在其它實(shí) 施例中，往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以為電機(jī)或擺動(dòng)氣缸。擺動(dòng)液壓缸上設(shè)有一對壓條8,該壓條8 為金屬壓條，通過壓條8將擺動(dòng)液壓缸壓緊固定于平臺1上。該擺動(dòng)液壓缸的驅(qū)動(dòng)軸左右 延伸。安裝架6的右側(cè)設(shè)有用于支撐安裝架6的帶座軸承9,且安裝架6與擺動(dòng)液壓缸的驅(qū) 動(dòng)軸通過花鍵連接在一起。
[0029] 本發(fā)明的實(shí)施例1使用過程為：首先將已拆殼的電芯水平推入電芯導(dǎo)向槽內(nèi)，直 到電芯上連帶的電池頂蓋的安全閥頂至凸起為止；然后啟動(dòng)壓力氣缸，壓力氣缸的輸出軸 伸出并帶動(dòng)上壓板下移，壓緊電芯；然后啟動(dòng)夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)桿帶動(dòng)兩 個(gè)夾板相向運(yùn)動(dòng)以夾緊電池頂蓋的上、下兩側(cè)；接著啟動(dòng)擺動(dòng)液壓缸，擺動(dòng)液壓缸的驅(qū)動(dòng)軸 將帶動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)以恒定的扭矩、穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速將電池頂蓋旋轉(zhuǎn)90度；此時(shí)極耳被撕斷，極柱 和電池頂蓋將與電芯脫離；接著通過控制夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使兩個(gè)夾板向背運(yùn)動(dòng)，極柱和電池 頂蓋脫落；接著控制擺動(dòng)液壓缸，使夾持機(jī)構(gòu)復(fù)位；然后控制壓力氣缸，使上壓板上移離開 電芯，并回到初始位置，然后取下電芯。接著重復(fù)上述過程，對下一個(gè)電芯進(jìn)行極柱的拆除 工作。
[0030] 本發(fā)明的廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、操作方 便、快捷的優(yōu)點(diǎn)，其可以將廢舊的鋰離子電池的極柱快速除掉，適用于多種型號的鋰離子電 池。
[0031] 在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線還可以與電池頂蓋的中心軸 線平行，扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以為單向扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0032] 在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，夾持機(jī)構(gòu)和扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以不位于平臺上，夾持 機(jī)構(gòu)和平臺上還可以均傳動(dòng)連接有扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0033] 在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，夾持機(jī)構(gòu)和扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以不位于平臺上，僅平 臺上或夾持機(jī)構(gòu)上傳動(dòng)連接有扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1. 廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置，其特征在于：包括用于放置電芯的平臺，平 臺上設(shè)有用于固定電芯的電芯固定結(jié)構(gòu)，該極柱去除裝置還包括用于夾緊電池頂蓋的夾持 機(jī)構(gòu)，平臺和/或夾持機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接有驅(qū)動(dòng)平臺和夾持機(jī)構(gòu)相對旋轉(zhuǎn)以擰掉電池頂蓋的扭 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置，其特征在于：所述扭 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與被處理的電池頂蓋的中心軸線重合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置，其特征在于：所述扭 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為往復(fù)式扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置，其特征在于：所述往 復(fù)扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為擺動(dòng)液壓缸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置，其特征在于：僅夾持 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接有所述扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述平臺上開設(shè)有供夾持機(jī)構(gòu)擺動(dòng)的讓位槽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置，其特征在于：還包括 安裝架，該安裝架呈C形結(jié)構(gòu)，安裝架包括連接板和上下或前后平行分布的兩個(gè)側(cè)板，夾持 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配于側(cè)板上，連接板一側(cè)設(shè)有用于對電池頂蓋定位的定位結(jié)構(gòu)、另一側(cè)與扭轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置，其特征在于：所述電 芯固定結(jié)構(gòu)為設(shè)于平臺上部的上壓板。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置，其特征在于：上壓板 上連接有用于驅(qū)動(dòng)上壓板往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)裝置，直線驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)方向與平臺 垂直。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置，其特征在于：所述直 線驅(qū)動(dòng)裝置為壓力氣缸，所述壓力氣缸的驅(qū)動(dòng)端設(shè)有浮動(dòng)接頭，所述上壓板通過浮動(dòng)接頭 與壓力氣缸的驅(qū)動(dòng)端連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的廢舊鋰離子電池回收用極柱去除裝置，其特征 在于：所述平臺上還設(shè)有用于對電芯進(jìn)行導(dǎo)向的電芯導(dǎo)向槽。
【文檔編號】H01M10/54GK104157923SQ201310686259
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】王楠, 常玉清, 趙世超, 李肖肖 申請人:中航鋰電（洛陽）有限公司