专利名称:一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，包括：自动给料机、清洗系统、余电释放系统、排序系统、步进传送、切割系统、电芯推取装置、集流体分选系统、铜铝箔分离机、运输机及储箱、中央监控器及部件监控器。自动给料机、清洗系统、余电释放系统、排序系统、步进传送带、切割系统、电芯推取装置、集流体分选系统、铜铝箔分离机、运输机及储箱依次相接。中央监控器及部件监控器对拆分预处理系统进行远程监管和控制。本实用新型具有将废旧18650型锂电池拆分预处理，结构简单，操作方便，自动化程度高，拆分效率高，绿色环保的优点，高效收集壳体、电极以铜铝粗料，有利于后续材料回收，属于废旧锂电池回收处理领域。
【专利说明】—种废旧18650型锂电池拆分预处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于废旧18650型锂电池回收领域，具体涉及一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统。
【背景技术】
[0002]今年来，作为高能汽车动力电池的锂电池凭借其能量高密度、充放电速度快、循环寿命长及无污染等优点得到快速发展。目前上市的新能源动力电池汽车有，最具代表性的有美国特斯拉电动汽车，德国的宝马i系列电动汽车以及中国的比亚迪电动汽车。以上具有代表性的电动汽车中均采用的18650型锂电池为基本供电单位，其中18表示直径为18mm,65表示长度为65mm，O表示为圆柱形电池，只是正极材料不同，分别为三元材料(特斯拉)及磷酸铁锂材料(宝马和比亚迪)。锂电池经过数百至上千次的循环充放电后期容量下降并最终报废，从资源循环再利用及环境保护角度，废旧18650型锂电池中含有大量的有价金属需要合理回收。
[0003]我国《节能与新能源汽车产业发展规划(2012 - 2020年)》电动汽车累计销售到2015年达50万辆，2020年达500万辆。VIKSTRGM等预计在未来电动汽车广泛应用时，将有可能出现Li紧缺的情况，届时将不得不寻找新的电池技术。欧盟第2006/66/EC号电池指令要求到2012年9月回收率最低为25%，2016年达到45%，根据电池种类的不同，循环再利用率应达到50%~75%。
[0004]18650型锂电池的电芯位于电池外壳内，电池外壳的两端设有电极头，通过电极头将电池接入外部电路。需要回收其中有价金属，需要合理的拆解及预处理。实际回收的废旧18650型锂电池会混有一般垃圾性质的杂质并有些电池仍有余电，拆解过程有爆炸的可能性，电解质具有一定毒性及腐蚀性，人工拆解具有安全隐患。因此需要自动化电池拆解及预处理的系统，安全绿色使得需要回收的元素得到最大富集，便于后续回收。
实用新型内容
[0005]针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是:提供一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，集自动上料、清洗、放电、排序、电极头与壳底切割、电芯挤出、集流体分离、铜铝分离和电极材料收集功能于一体。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，包括:自动给料机(I)、清洗系统、余电释放系统、排序系统、步进传送带、切割系统、电芯推取装置、集流体分选系统、铜铝箔分离机及中央监控器，其中所述自动给料机、清洗系统、余电释放系统、排序系统、步进传送带、切割系统、电芯推取装置、集流体分选系统及铜铝箔分离机依次连接；
[0008]所述自动给料机(I)具有自动给料机监控器(9)，所述余电释放系统具有余电释放监控器(14)，所述排序系统具有排序系统监控器(19)，所述步进传送带具有步进传送带监控器(22)，所述切割系统具有切割监控器(29)，所述电芯推取装置具有电芯推取装置监控器(37)；
[0009]所述余电释放系统与排序系统通过放电后电池传送机(15 )连接，所述集流体分选系统与铜铝箔分离机通过集流体传送机(43)连接；所述集流体分选系统连接电极头储箱
(27)，所述铜铝箔分离箱分别连接铜储箱(45)及铝储箱(46)。
[0010]进一步地，所述的清洗系统还包括:高压喷淋装置(8)、Z形抖落槽(2)、滤水器
(3)、蓄水沉淀池(6)和循环泵(7)，所述滤水器(3)设置在“Z”形抖落槽(2)内，所述高压喷淋装置(8 ) —端固定在“ Z ”形抖落槽(2 )顶部，所述高压喷淋装置(8 )另一端连接循环泵(7 )，所述循环泵(7 )连接自动给料机，所述蒸水沉淀池(6 )通过水回收槽(4 )连接在“ Z ”形抖搂槽(2)底部。
[0011]进一步地，所述的余电释放系统还包括:放电槽(10)、电池框(11)、电池框传送装置(12)和倾倒装置(13)，所述放电槽(10)固定在电池框传送装置(12)下部，所述电池框
[11]固定在放电槽(10)内，所述电池框传送装置(12)上部一端设置倾倒装置(13)，所述倾倒装置(13)连接放电后电池传送机(15)。
[0012]进一步地，所述排序系统包括:监控摄像头(18)、自动推平拨片(16)、排序拨片
(17)和引导槽(20)，其中所述自动推平拨片(16)及排序拨片(17)设置的引导槽(20)—侧，所述监控摄像头(18 )设置在自动推平拨片(16 )及排序拨片(17 )上方，所述监控摄像头
(18)连接排序系统监控器(19)。
[0013]进一步地，所述步进传送带还包括:步进挡板(21)，所述步进挡板(21)设置在引导槽(20)的另一侧。
[0014]进一步地，所述切割系统还包括:电池旋转切割平台(26)、切割液压装置(23)、切割机(24)、电极头和壳底收集刷(25 )和壳底储箱(28 )，所述切割机(24) —侧固定连接切割液压装置(23 )，所述切割机(24 )另一侧固定电极头和壳底收集刷(25 )，所述电池旋转切割平台(26 )与切割机(24)位置对应，所述壳底储箱(28 )及电极头储箱(27 )连接在电池旋转切割平台(26)上。
[0015]进一步地，所述电芯推取装置包括:电芯液压装置(31)、自动推取装置(32)和压力传感器(33 )，所述电芯液压装置(31)连接自动推取装置(32 )，所述自动推取装置(32 ) —侧压力传感器(33)。
[0016]进一步地，所述的集流体分选系统包括:电阻加热器(38)、物料破碎机(39)、振动筛分机(41)和挥发物收集器(40)，所述电阻加热器(38)、物料破碎机(39)、振动筛分机(41)自上而下依次固定，所述挥发物收集器(40)连接电阻加热器(38)。
[0017]进一步地，所述自动给料机监控器、余电释放监控器、排序系统监控器、步进传送带监控器、切割监控器、电芯推取装置监控器均连接在中央监控器。
[0018]进一步地，所述切割系统设有底和电极头出料口，电极头与壳底落料滑槽位于切割机出料口的下方并设有壳底储箱(28 )及电极头储箱(27 );推取装置有电池外壳出料口和电芯出料口，电芯落料滑槽(36)位于电芯出料口的下方，电池外壳落料滑槽位于电池外壳出料口的下方，设有两台传送机，其中壳体传送机(34)的一端与电池外壳落料滑槽相接，另一端设有壳体储料箱(35);电芯传送机的一端与电芯落料滑槽(36)位相接，另一端与将集流体铝箔和铜箔分别从电极分离并收集电极的集流体分选系统相接；集流体铝箔和铜箔分别从电极分离并收集电极的集流体分选系统有集流体出料口和电极出料口，集流体落料滑槽位于集流体出料口的下方，设有一台传送机，其中传送机的一端与集流体落料滑槽相接，另一端与铜铝分选机(44)相接，电极出料口落料滑槽位于集流体出料口的下方，设有一台集流体传送机(43)，其中传送机的一端与电极出料口相接，另一端设有电极储箱(42);铜铝分选机铜出料口和铝出料口，铜和铝落料滑槽分别位于铜和铝出料口的下方，并分别设有铜料储箱(45 )和铝料储箱(46 )。
[0019]本实用新型的有益效果:通过上述结构对一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，实现了 18650型锂电池高效、安全、环保、全自动化拆分预处理，达到了钢壳体、铜、铝集流体和电极的合理富集。
【附图说明】
[0020]附图1为废旧18650型锂电池拆分预处理系统结构示意图；
[0021]附图2为清洗系统的结构图；附图3为余电释放系统的结构图；
[0022]附图4为步进传送带的结构图；
[0023]附图5为切割系统的结构图；
[0024]附图6为电芯推取装置的结构图；
[0025]附图7为集流体分选的结构图；
[0026]其中，1-自动给料机，2- “Z”形抖落槽，3-滤水器，4-水回收槽，5-筛网，6-蓄水沉淀池，7-循环泵，8-高压喷淋装置，9-自动给料机监控器，10-放电槽，11-电池框，12-电池框传送装置，13-倾倒装置，14-余电释放监控器，15-放电后电池传送机，16-自动推平拨片，17-排序拨片，18-监控摄像头，19-排序系统监控器，20-排序引导槽，21-步进挡板，22-排序系统监控器，23-切割液压固定装置，24-定位切割工具，25-电极头和壳底收集刷，26-电池旋转切割平台，27-电极头储箱，28-壳底储箱，29-切割监控器，30-切端后电池传送机，31-电芯液压固定装置,32-电芯推挤棒,33-电芯压力传感器,34-壳体传送机,35-壳体储箱，36-电芯料滑槽，37-电芯推取装置监控器，38-电阻加热器，39-破碎机，40-挥发物收集器，41-振动筛分机，42-电极头储箱，43-集流体传送机，44-铜铝分离机，45-铜储箱，46-铝储箱，47-中央监控器。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合附图和【具体实施方式】来对本实用新型做进一步详细的说明。
[0028]一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，其特征在于包括:自动给料机(I)、清洗系统(II)、余电释放系统(III)、排序系统(IV)、步进传送带(V)、切割系统(VI)、电芯推取装置(VII)、集流体分选系统(VIII)、铜铝箔分离机(IX)、运输机及储箱、中央监控器及部件监控器。自动给料机(I)、清洗系统(II)、余电释放系统(III)、排序系统(IV)、步进传送带(V)、切割系统(VI)、电芯推取装置(VII)、集流体分选系统(VIII)、铜铝箔分离机(IX)、运输机及储箱依次相接。中央监控器及部件监控器对拆分预处理系统进行远程监管和控制。所述切割系统设有底和电极头出料口，电极头与壳底落料滑槽位于切割机出料口的下方并设有电极头底废料储箱；推取装置有电池外壳出料口和电芯出料口，电芯落料滑槽位于电芯出料口的下方，电池外壳落料滑槽位于电池外壳出料口的下方，设有两台传送机，其中壳体传送机的一端与电池外壳落料滑槽相接，另一端设有壳体储料箱；电芯传送机的一端与电芯落料滑槽相接，另一端与将集流体铝箔和铜箔分别从电极分离并收集电极的集流体分选系统相接；集流体铝箔和铜箔分别从电极分离并收集电极的集流体分选系统有集流体出料口和电极出料口，集流体落料滑槽位于集流体出料口的下方，设有一台传送机，其中传送机的一端与集流体落料滑槽相接，另一端与铜铝分选机相接，电极出料口落料滑槽位于集流体出料口的下方，设有一台传送机，其中传送机的一端与电极出料口相接，另一端设有电极储箱；铜铝分选机铜出料口和铝出料口，铜和铝落料滑槽分别位于铜和铝出料口的下方，并分别设有铜料储箱和铝料储箱。采用本实用新型所述系统，废旧18650型锂电池将成批通过自动给料机自动给料,经过清洗系统,去除附着杂质，同时清洗水通过过滤及沉淀后，由循环泵实现循环使用；废旧电池经过余电释放系统放电，电池由电池框承装完成浸泡及倾倒，电池框由环形传送装置循环完成余电释放工序，放点后的废旧18650型锂电池通过调整排序系统，由自动推平拨片、指向拨片及引导槽协同作用，使其调整至长度方向与传送方向一致，然后通过控制步进传送带，废旧18650型锂电池有序传送至切割系统，通过摄像头及位置传感器，通过平台的180°旋转，使其电极头方向一致，在液压装置固定后进行电极头与壳底定位两端切割，切端后电极头与壳底经电极头和壳底收集刷从不同出料口收集；去端后的废旧18650型锂电池经过液压装置固定后，推取装置将电芯从壳体取出，壳体经传送机传送至壳体储箱；电芯经传送机送至集流体集流体分选系统，集流体与电极分离首先经破碎机破碎，然后加热去除有机物，包括隔离物及部分电解液，集流体也同时与电极分离，经过振动筛分分别收集集流体与电极，该集流体分选系统含有挥发物收集装置；集流体将经传送机送至铜铝箔分选机进行分离收集；整套系统由中央监控器及部件监控器协调控制。
[0029]清洗系统包括:高压喷淋装置，Z形抖落槽，滤水器，蓄水沉淀池，循环泵。余电的释放系统包括:放电槽，电池框，电池框自动传送及倾倒装置。排序系统包括:监控摄像头，排序拨片，引导槽。步进传送带包括:自动挡板，步进电机。切割系统包括:液压装置，切割机，电极头和壳底收集刷。电芯推取装置包括:液压装置，自动推取装置，推挤压力检测仪，自动停止装置。集流体铝箔和铜箔分别从电极分离并收集电极的集流体分选系统包括:物料粉碎机，电阻加热，振动筛分机，粉尘收集器。中央监控器，包括服务主机，自动给料机监控器，电池框环形传送监控器，排序系统监控器，切割对齐监控器，切割监控器，电芯推取装置监控器。
[0030]如图1，提供一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，集自动上料、清洗、放电、排序、电极头与壳底切割、电芯挤出、集流体分离、铜铝分离和电极材料收集，整套系统由中央监控器及部件监控器协调控制，实现设备的自动控制。
[0031]如图2，废旧18650型锂电池将成批通过自动给料机自动给料，经过清洗系统，去除附着杂质，同时清洗水通过过滤及沉淀后，由循环泵实现循环清洗使用。
[0032]如图3，废旧电池经过余电释放系统放电，电池由电池框承装完成浸泡及倾倒，电池框由环形传送装置循环完成余电释放工序。
[0033]如图4放点后的废旧18650型锂电池通过调整排序系统，由自动推平拨片、排序拨片及引导槽协同作用，使其调整至长度方向与传送方向一致，然后通过控制步进传送带。
[0034]如图5废旧18650型锂电池有序传送至切割系统，通过摄像头及位置传感器，通过平台的180°旋转，使其电极头方向一致，在液压装置固定后进行电极头与壳底定位两端切害I]，切端后电极头与壳底经电极头和壳底收集刷从不同出料口收集。
[0035]如图6去端后的废旧18650型锂电池经过液压装置固定后，推取装置将电芯从壳体取出，壳体经传送机传送至壳体储箱。
[0036]如图7电芯经传送机送至集流体集流体分选系统，集流体与电极首先经破碎机破碎，然后加热去除有机物，包括隔离物及部分电解液，集流体也同时与电极分离，经过振动筛分分别收集集流体与电极，该集流体分选系统含有挥发物收集装置。
[0037]集流体将经传送机送至铜铝箔分选机进行分离收集；整套系统由中央监控器及部件监控器协调控制。
[0038]通过上述结构对一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，实现了 18650型锂电池高效、安全、环保、全自动化拆分预处理，达到了钢壳体、铜、铝集流体和电极的合理富集。
[0039]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，其特征在于，包括:自动给料机(I)、清洗系统、余电释放系统、排序系统、步进传送带、切割系统、电芯推取装置、集流体分选系统、铜铝箔分离机及中央监控器，其中所述自动给料机、清洗系统、余电释放系统、排序系统、步进传送带、切割系统、电芯推取装置、集流体分选系统及铜铝箔分离机依次连接； 所述自动给料机(I)具有自动给料机监控器(9)，所述余电释放系统具有余电释放监控器(14)，所述排序系统具有排序系统监控器(19)，所述步进传送带具有步进传送带监控器(22)，所述切割系统具有切割监控器(29)，所述电芯推取装置具有电芯推取装置监控器(37)； 所述余电释放系统与排序系统通过放电后电池传送机(15)连接，所述集流体分选系统与铜铝箔分离机通过集流体传送机(43)连接；所述集流体分选系统连接电极头储箱(27)，所述铜铝箔分离箱分别连接铜储箱(45)及铝储箱(46)。2.根据权利要求1所述的一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，其特征在于，所述的清洗系统还包括:高压喷淋装置⑶、“Z”形抖落槽(2)、滤水器(3)、蓄水沉淀池(6)和循环泵(7)，所述滤水器(3)设置在“Z”形抖落槽(2)内，所述高压喷淋装置(8) —端固定在“Z”形抖落槽(2)顶部，所述高压喷淋装置(8)另一端连接循环泵(7)，所述循环泵(7)连接自动给料机，所述蓄水沉淀池(6)通过水回收槽(4)连接在“Z”形抖搂槽(2)底部。3.根据权利要求1所述的一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，其特征在于，所述的余电释放系统还包括:放电槽(10)、电池框(11)、电池框传送装置(12)和倾倒装置(13)，所述放电槽(10)固定在电池框传送装置(12)下部，所述电池框(11)固定在放电槽(10)内，所述电池框传送装置(12)上部一端设置倾倒装置(13)，所述倾倒装置(13)连接放电后电池传送机(15)。4.根据权利要求1所述的一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，其特征在于，所述排序系统包括:监控摄像头(18)、自动推平拨片(16)、排序拨片(17)和引导槽(20)，其中所述自动推平拨片(16)及排序拨片(17)设置的引导槽(20) —侧，所述监控摄像头(18)设置在自动推平拨片(16)及排序拨片(17)上方，所述监控摄像头(18)连接排序系统监控器(19)ο5.根据权利要求4所述的一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，其特征在于，所述步进传送带还包括:步进挡板(21)，所述步进挡板(21)设置在引导槽(20)的另一侧。6.根据权利要求1所述的一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，其特征在于，所述切割系统还包括:电池旋转切割平台(26)、切割液压装置(23)、切割机(24)、电极头和壳底收集刷(25)和壳底储箱(28)，所述切割机(24) —侧固定连接切割液压装置(23)，所述切割机(24)另一侧固定电极头和壳底收集刷(25)，所述电池旋转切割平台(26)与切割机(24)位置对应，所述壳底储箱(28)及电极头储箱(27)连接在电池旋转切割平台(26)上。7.根据权利要求1所述的一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，其特征在于，所述电芯推取装置包括:电芯液压装置(31)、自动推取装置(32)和压力传感器(33)，所述电芯液压装置(31)连接自动推取装置(32)，所述自动推取装置(32) —侧设有压力传感器(33)。8.根据权利要求1所述的一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，其特征在于，所述的集流体分选系统包括:电阻加热器(38)、物料破碎机(39)、振动筛分机(41)和挥发物收集器(40)，所述电阻加热器(38)、物料破碎机(39)、振动筛分机(41)自上而下依次固定，所述挥发物收集器(40)连接电阻加热器(38)。9.根据权利要求1所述的一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，其特征在于，所述自动给料机监控器、余电释放监控器、排序系统监控器、步进传送带监控器、切割监控器、电芯推取装置监控器均连接在中央监控器。10.根据权利要求1所述的一种废旧18650型锂电池拆分预处理系统，其特征在于，所述切割系统设有底和电极头出料口，电极头与壳底落料滑槽位于切割机出料口的下方并设有壳底储箱(28)及电极头储箱(27);推取装置有电池外壳出料口和电芯出料口，电芯落料滑槽(36)位于电芯出料口的下方，电池外壳落料滑槽位于电池外壳出料口的下方,设有两台传送机，其中壳体传送机(34)的一端与电池外壳落料滑槽相接，另一端设有壳体储料箱(35);电芯传送机的一端与电芯落料滑槽(36)位相接，另一端与将集流体铝箔和铜箔分别从电极分离并收集电极的集流体分选系统相接；集流体铝箔和铜箔分别从电极分离并收集电极的集流体分选系统有集流体出料口和电极出料口，集流体落料滑槽位于集流体出料口的下方，设有一台传送机，其中传送机的一端与集流体落料滑槽相接，另一端与铜铝分选机(44)相接，电极出料口落料滑槽位于集流体出料口的下方,设有一台集流体传送机(43)，其中传送机的一端与电极出料口相接，另一端设有电极储箱(42);铜铝分选机设有铜出料口和铝出料口，铜和铝落料滑槽分别位于铜和铝出料口的下方，并分别设有铜料储箱(45)和铝料储箱(46)。
【文档编号】H01M10-54GK204271213SQ201420711248
【发明者】张深根, 刘虎, 刘波, 潘德安, 田建军 [申请人]北京科技大学