废旧圆柱锂电池梯次利用回收装置的制作方法

本发明涉及锂电池回收领域。更具体地说，本发明涉及一种废旧圆柱锂电池梯次利用回收装置。

背景技术

圆柱锂离子电池具有能量密度高、安全性好、一致性好等优点，因而广泛应用于我们的生产生活，3c产品、电动工具、新能源汽车等大量使用圆柱锂电池。随着电子产品更新换代及电动汽车爆发式增长，圆柱锂电池即将迎来一个报废高峰，由于锂电池电解液对环境和人体具有危害性，需要对报废的圆柱锂电池进行回收后集中处理，目前关于电池回收处理市场的产业链并未形成，人工拆解过程中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，现阶段废旧圆柱锂电池回收主要依靠物理破碎和化学提炼，物理破碎时挤压切割圆柱锂电池容易造成电解液飞溅，需要一种拆解设备尽可能消除安全隐患。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种废旧圆柱锂电池梯次利用回收装置，利于对圆柱锂电池进行有序切割、防止圆柱锂电池电解液飞溅的有益效果。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种废旧圆柱锂电池梯次利用回收装置，包括：

电池承载组件，包括：

底座；

环形轨道，其设置在所述底座上，所述环形轨道包括第一分轨道和位于所述第一分轨道外侧的第二分轨道，所述第一分轨道与所述第二分轨道之间间隔设有多个横杆，所述环形轨道由伺服电机驱动旋转；

环形承载板，其铺设在所述环形轨道的内部，所述环形承载板的下表面间隔设有多个凹槽，多个横杆与多个凹槽一一对应，所述横杆卡在所述凹槽内，所述环形承载板上间隔设有多个圆孔，相邻两个圆孔的圆心之间的角弧度相等，所述圆孔的圆心距离所述环形承载板圆心的距离相等，所述圆孔的圆心与所述第一分轨道的距离小于所述圆孔的圆心与所述第二分轨道的距离，所述承载板内部为圆环形空腔，多个隔板将所述圆环形空腔分隔成形状大小一样的多个腔体，所述隔板沿所述承载板的径向设置，多个腔体与多个圆孔一一对应，所述腔体的水平投影位于所述圆孔水平投影的外侧，所述腔体沿所述承载板圆周方向上的侧壁到所述圆孔圆心的距离相等，且为所述圆孔半径的3/2～2，所述腔体与所述圆孔连通；

多对塑料板，多对塑料板与多个圆孔一一对应，一对塑料板封闭一个圆孔，且封闭时一对塑料板的上表面呈凹弧面，一个腔体内固定设有一对弹簧，所述弹簧的一端固定在所述腔体的侧壁上、另一端连接所述塑料板；

多个圆管，多个圆管与多个圆孔一一对应，所述圆管竖直向上固设在所述圆孔的边缘上，所述圆管沿所述环形轨道的径向上设有一对开口，所述圆管供圆柱形锂电池的插入；

切割组件，包括套设在所述环形轨道内侧和外侧的支撑架、竖直固定在所述支撑架上的一对滑轨、分别连接在一对滑轨上的一对电动滑块、分别与一对电动滑块连接的一对连杆、分别固定在一对连杆自由端的一对切割刀，所述切割刀包括三棱柱刀片、一侧与所述连杆连接另一侧与所述三棱柱刀片连接的抵接板，一对切割刀位于一对开口的正上方，一对切割刀分别可沿一对开口上下滑动；

推动组件，包括支架、固定在所述支架上的推动气缸、连接于所述推动气缸输出轴上的圆板，所述圆板位于其中一个圆孔的上方，所述伺服电机控制所述环形轨道单位时间的转动次数和转动角度，使一对切割刀位于一对开口的上方，完成对圆柱形锂电池的竖向切割，使所述圆板位于所述圆孔的上方，完成将切割后的圆柱锂电池推出圆管；

拆解组件，其位于所述环形轨道的下方，所述拆解组件包括与位于所述圆板下方的圆孔对应的进料槽、位于所述进料槽下方的拆解仓、两端通过轴承固定在所述拆解仓上的轴向水平且相向转动的一对挤压辊、对应固定在一对挤压辊表面的一对定位圆筒，所述定位圆筒沿轴向设有间隔排布的多个半圆弧槽，一对定位圆筒上的半圆弧槽相互错位设置，所述拆解仓上连接有抽气泵。

优选的是，还包括：清理组件，其包括与相邻两个半圆弧槽最低点之间表面的弧度相匹配的刮刀、与所述刮刀连接的伸缩杆、驱动所述伸缩杆伸缩的驱动电机。

优选的是，还包括：真空压力检测表，其设置在所述拆解仓上。

优选的是，所述拆解仓与所述进料槽连接处设有阀门。

优选的是，所述拆解仓底部的竖直截面为倒梯形。

优选的是，还包括：固液分离组件，其与所述拆解仓的出料口相连接，包括固体仓、位于固体仓下方的液体仓、设置在所述固体仓与所述液体仓连接处的筛网，所述固体仓的侧壁上设有可启闭的仓门，所述液体仓设有开关控制的出液口。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、电池承载组件中圆管、弹簧和塑料板的设置利于稳固的插接圆柱锂电池，在插接锂电池到圆管中时圆柱锂电池不会从圆孔中下落，伺服电机的设置使环形轨道有序的转动，利于对圆柱锂电池进行有序的切割，圆孔在承载板上的位置设置使环形轨道旋转时对圆柱锂电池产生的离心力较小，腔体沿承载板圆周方向上的侧壁到所述圆孔圆心的距离相等，且为所述圆孔半径的3/2～2，利于一对弹簧的收缩和一对塑料板容纳在腔体内；

第二、切割组件的设置方便对插接在圆管中的圆柱电池进行有序切割，切割刀在切割圆柱锂电池时抵接板与圆柱锂电池接触，利于三棱柱刀片在切割电池时，抵接板对圆柱锂电池进行更稳固的固定。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一个技术方案的结构示意图；

图2为本发明其中一个技术方案的环形轨道的结构示意图；

图3为本发明其中一个技术方案的环形承载板的结构示意图；

图4为本发明其中一个技术方案的电池承载组件的结构示意图；

图5为本发明其中一个技术方案的圆管与环形轨道位置关系的结构示意图；

图6为本发明其中一个技术方案的切割组件的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～6所示，本发明提供一种废旧圆柱锂电池梯次利用回收装置，包括：

电池承载组件1，包括：

底座11；

环形轨道12，其设置在所述底座11上，所述环形轨道包括第一分轨道121和位于所述第一分轨道121外侧的第二分轨道122，所述第一分轨道121与所述第二分轨道122的间距不小于3cm、不大于15cm，所述第一分轨道121与所述第二分轨道122之间间隔设有多个横杆123，用于所述第一分轨道121和所述第二分轨道122的联动，所述环形轨道12由伺服电机驱动13旋转，可根据需要设置伺服电机13的转动间隔时间和转动角弧度；

环形承载板14，其铺设在所述环形轨道12的内部，环形承载板14的两侧分别与环形轨道12的第一分轨道121和第二分轨道122接触，所述环形承载板14的下表面间隔设有多个凹槽，多个横杆123与多个凹槽一一对应，所述横杆123卡在所述凹槽内，使环形承载板14稳固的固定在环形轨道12上，所述环形承载板14上间隔设有多个圆孔141，相邻两个圆孔141的圆心之间的角弧度相等，所述圆孔141的圆心距离所述环形承载板14圆心的距离相等，所述圆孔141的圆心与所述第一分轨道121的距离小于所述圆孔141的圆心与所述第二分轨道122的距离，圆孔141在环形承载板14上的位置设置使环形轨道12旋转时对圆柱锂电池产生的离心力较小，所述环形承载板14内部为圆环形空腔，圆环形空腔的高度为环形承载板14厚度的1/3～1/2，多个隔板142将圆环形空腔分隔成形状大小一样的多个腔体，所述隔板142沿所述承载板14的径向设置，多个腔体与多个圆孔141一一对应，所述腔体的水平投影位于所述圆孔141水平投影的外侧，所述腔体沿所述承载板14圆周方向上的侧壁到所述圆孔141圆心的距离相等，且为所述圆孔141半径的3/2～2，所述腔体与所述圆孔141连通，利于容纳比圆孔141面积大的部件；

多对塑料板15，多对塑料板15与多个圆孔141一一对应，一对塑料板15封闭一个圆孔141，一对塑料板15可进入腔体的内部，且封闭时一对塑料板15的上表面呈凹弧面，使向一对塑料板15施加向下的力时，一对塑料板15可向两侧的腔体中移动，一个腔体内固定设有一对弹簧16，所述弹簧16的一端固定在所述腔体的侧壁上、另一端连接所述塑料板15；

多个圆管17，多个圆管17与多个圆孔141一一对应，所述圆管17竖直向上固设在所述圆孔141的边缘上，所述圆管17供圆柱形锂电池的稳固的插接，所述圆管17沿所述环形轨道12的径向上设有一对开口171；

切割组件2，包括套设在所述环形轨道12内侧和外侧的支撑架21、竖直固定在所述支撑架21上的一对滑轨22、分别连接在一对滑轨22上的一对电动滑块23、分别与一对电动滑块23连接的一对连杆24、分别固定在一对连杆24自由端的一对切割刀25，电动滑块23由电机驱动进行上下往复运动，从而带动一对切割刀25进行上下往复运动，所述切割刀25包括三棱柱刀片251、一侧与所述连杆24连接另一侧与所述三棱柱刀片251连接的抵接板252，一对切割刀25位于一对开口171的正上方，一对切割刀25分别可沿一对开口171上下滑动，一对切割刀25在切割圆柱锂电池时抵接板252与圆柱锂电池接触，利于三棱柱刀片251在切割圆柱锂电池时，抵接板252对圆柱锂电池进行更稳固的固定；

推动组件3，包括支架31、固定在所述支架31上的推动气缸32、连接于所述推动气缸32输出轴上的圆板33，所述圆板33位于其中一个圆孔141的上方，所述伺服电机13控制所述环形轨道12单位时间的转动次数和转动角度，使一对切割刀25位于一对开口171的正上方，完成对圆柱形锂电池的竖向切割，使所述圆板33位于所述圆孔141的上方，将完成切割的圆柱形锂电池推出圆管17；

拆解组件，其位于所述环形轨道12的下方，所述拆解组件包括与位于所述圆板33下方的圆孔141对应的进料槽41、位于所述进料槽41下方的拆解仓42、两端通过轴承固定在所述拆解仓42上的轴向水平且相向转动的一对挤压辊43、对应固定在一对挤压辊43表面的一对定位圆筒44，所述定位圆筒44沿轴向设有间隔排布的多个半圆弧槽45，一对定位圆筒44上的半圆弧槽45相互错位设置，所述拆解仓上连接有抽气泵46，进料槽41的水平截面略大于圆柱锂电池的轴向截面，刚好供圆柱锂电池穿过，可以调整圆柱锂电池的姿态，落入拆解仓42后方便进行挤压。

在上述技术方案中，环形轨道12设置在底座11上，伺服电机13驱动环形轨道12的转动，环形轨道12的转动带动铺设在其内部的环形承载板14转动，环形承载板14上的圆管17中插接圆柱锂电池，此时，其中一个装有圆柱锂电池的圆管17与切割组件2对应，相邻的一个圆管17与推动组件3的圆板33对应，开启切割组件2中的电动滑块23，电动滑块23沿滑轨22向下移动，一对切割刀25向下移动自圆管17的开口171处对圆柱锂电池进行切割，切割时切割刀15中的抵接板251抵接圆柱锂电池、三棱柱刀片251划开圆柱锂电池的外壳，切割完毕后，切割刀25快速向上回移至原位置，根据需要设置伺服电机13的转动间隔时间和转动角弧度，启动伺服电机13，伺服电机13驱动环形轨道12转动，将完成切割的圆柱锂电池所在的圆管17移至推动组件3的圆板33下方，推动气缸32驱动圆板33的下移推动圆柱锂电池，使圆柱锂电池产生向下的力推开一对塑料板15，连接一对塑料板15的一对弹簧16收缩，圆柱锂电池离开圆孔141进入拆解组件中的进料槽41，一对弹簧16回弹使一对塑料板15再次封闭圆孔141，此时切割组件2在对另外一个圆柱锂电池进行切割，切割组件2的切割刀25切割圆柱锂电池、回移至原位置的时间和推动组件3向下推动圆柱锂电池、圆板33回移至原位置的时间相等，启动抽气泵46，进入拆解仓42的圆柱锂电池进入半圆弧槽45后，一对挤压辊43相向旋转，挤压圆柱锂电池释放出位于内部的电解液，电解液和电池外壳自拆解仓42底部排出。

在另外一种技术方案中，还包括：清理组件，其包括与相邻两个半圆弧槽45最低点之间的表面相匹配的刮刀47、与所述刮刀连接的伸缩杆、驱动所述伸缩杆伸缩的驱动电机，长期挤压圆柱电池，半圆弧槽45和定位圆筒44的表面上会粘有电解液，刮刀47的设置方便清理粘在定位圆筒44和半圆弧槽45上的物质。

在另外一种技术方案中，还包括：真空压力检测表48，其设置在所述拆解仓42上，方便观察拆解仓42中的真空度。

在另外一种技术方案中，所述拆解仓42与所述进料槽41连接处设有阀门49，在拆解仓42中的圆柱锂电池较多时，可以关闭阀门49在进料槽41中囤接少量圆柱锂电池。

在另外一种技术方案中，所述拆解仓42底部的竖直截面为倒梯形，截面为倒梯形的底部对物体有导向作用，利于圆柱锂电池外壳和电解液的流出。

在另外一种技术方案中，还包括：固液分离组件，其与所述拆解仓42的出料口相连接，包括固体仓51、位于固体仓51下方的液体仓52、设置在所述固体仓51与所述液体仓52连接处的筛网53，所述固体仓51的侧壁上设有可启闭的仓门54，所述液体仓52设有开关55控制的出液口56，拆解仓42中的电解液和电池外壳进入固体仓51中经过筛网53进行分离，电解液流入液体仓52中，电池外壳堆积在固体仓51中，适时打开仓门54对电池外壳进行清理，利于圆柱锂电池的外壳和电解液进行分离。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。