一种锂离子电池自动拆分装备的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池自动拆分装备。

背景技术：

目前的锂离子动力电池投入应用规模越来越大，随之而来的是因寿命期限及异常问题带来的大批量的废旧电池。锂离子动力电池无法降解，电池内的电解液及金属、化学等材料流入土地中会对环境造成严重污染。而且锂离子动力电池的铜、铝、正负极混料和隔膜塑料都具有回收价值，因此锂离子电池的回收至关重要。

目前市场上的电池拆解多数采用切割方法，但是切割完的外壳会存在毛刺而导致取电芯时不顺畅；另外，切割刀在切割时产热较高，且效率较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种自动动力电池拆分装备，提高了自动化程度并提高了工人效率。

为实现此目的，本实用新型的技术方案如下：

一种锂离子电池自动拆分装备，包括框架和用于传送废电池的循环载具，位于循环载具一侧的框架底部依次固设有盖板回收箱、电芯回收箱、外壳回收箱；所述框架的底部沿着循环载具运行方向依次固设有对废电池壳体进行环切的切割机械手和两个用于对废电池壳体进行夹紧固定的外壳夹紧机构；所述框架的顶部沿着循环载具运行方向依次架设有用于夹持废电池盖板的盖板回收机构、用于夹持废电池电芯的电芯取出机构和用于夹持废电池壳体的外壳移载机构；所述盖板回收机构、电芯取出机构分别位于两个外壳夹紧机构的顶端的，位于盖板回收机构和外壳夹紧机构之间设有用于切割废电池极耳的极耳切割机构。

进一步方案，所述循环载具包括驱动电机驱动循环转动的传送带，所述传送带的上端面等间距地固设有与用于放置定位废电池的定位载具。

进一步方案，所述切割机械手包括机械手本体和将其固定在框架上的底座，所述机械手本体的顶端固定设有激光切嘴。

进一步方案，所述切割机械手设置在一封闭仓内，所述封闭仓的两侧对称开设有循环载具通过的窗口，所述封闭仓通过管道与粉尘回收箱连接，用于回收粉尘。

进一步方案，所述的盖板回收机构包括固定第一升降气缸的机架板，所述机架板在远离循环载具的一端固设有第一滚动丝杆，使盖板回收机构垂直于循环载具移动；所述第一升降气缸的活塞端穿过机架板后通过固定板与吸盘连接。

优选的是，所述机架板的底端固设有导向轴，使固定板带动吸盘沿导向轴移动；所述机架板顶端位于第一升降气缸的两侧分别固设有导轨滑块。

进一步方案，所述极耳切割机构包括对称设置的两个切刀，所述切刀的尾端与固设在框架上的顶推气缸连接，顶推气缸带动两个切刀闭合或分开。

进一步方案，所述电芯取出机构包括固设于框架的顶端面的第二升降气缸，所述第二升降气缸的活塞端连接有用于夹取废电池电芯的锥形夹爪，所述移动板与套设有第二滚动丝杆上的滑板连接，转动第二滚动丝杆使滑板带动锥形夹爪一起向远离循环载具的一端移动。

进一步方案，所述的外壳夹紧机构包括对称固设在位于循环载具两侧的框架上一对支撑板，所述支撑板上固设有夹紧气缸，所述夹紧气缸活塞端连接有夹块。

进一步方案，所述的外壳移载机构包括固设于框架顶端的第三升降气缸，所述第三升降气缸的活塞端连接有第三滚动丝杆，所述第三滚动丝杆上套设有连接板，所述连接板上连接有用于夹取废电池壳体的夹具。

本实用新型中循环载具中的设在传送带上的定位载具是对放入的废电池进行限位，以保持废电池在运输过程中不发生跑偏且位置精度；另外，定位载具可以根据不同尺寸的电池进行更换。

本实用新型中切割机械手设在封闭仓内，通过激光切嘴对进入工位的废电池的壳体进行环切，并通过软管将封闭仓和粉尘回收箱连接，使切割产生的粉尘得到及时回收，保障了工作环境。

本实用新型中盖板回收机构中的第一升降气缸的伸缩运动带动通过吸盘吸附的电池盖板一起上升，再通过第一滚动丝杆使盖板回收机构整体水平运动，将电池盖板运行到盖板回收箱的上方，将电池盖板放下。位于机架板上的导轨滑块使盖板回收机构沿着直线方向往复直线运动；位于机架板的底端的导向轴，使吸盘沿导向轴垂直移动。

本实用新型电芯取出机构中的锥形夹爪的底端为锥形，从而方便快捷地插入电池壳体内进行夹取电芯。

外壳移载机构的第三升降气缸的升降通过第三滚珠丝杆带动夹具一起升降运动，然后通过第三滚珠丝杆的转动，使连接板带动夹具一起水平移动到外壳回收箱的上方，将电池壳体放下，实现分离与回收。

所以本实用新型提供的自动拆分装置使用低功率激光切割壳体，从而可以快速高效的将盖板与铝壳分离开，同时解决了传统切割片切割后导致切割面有倒刺及温升较高的问题。另外，循环载具及各回收箱的设计，提高了自动化程度，并大幅降低操作难度及操作强度，人工或机械手间断放入废旧单体电池即可。

附图说明

图1 是本实用新型结构示意图，

图2是本实用新型中的切割机械手的结构示意图，

图3是本实用新型中的盖板回收机构的结构示意图，

图4是本实用新型中的极耳切割机构的结构示意图，

图5是本实用新型中的电芯取出机构的结构示意图，

图6是本实用新型中的外壳夹紧机构的结构示意图，

图7是本实用新型中的外壳移载机构的结构示意图。

图中：1-循环载具、101-驱动电机、102-定位载具、103-传送带；2-废电池、3-切割机械手、301-机械手本体、302-激光切嘴、303-底座；4-盖板回收机构、401-第一升降气缸、402-第一滚动丝杆、403-导轨滑块、404-导向轴、405-吸盘、406-机架板、407-固定板；5-极耳切割机构、501-切刀、502-顶推气缸；6-盖板回收箱、7-电芯取出机构、701-第二升降气缸、702-第二滚动丝杆、703-锥形夹爪，704-移动板；8-外壳夹紧机构、801-夹紧气缸、802-夹块、803-支撑板；9-电芯回收箱、10-外壳移载机构、1001-第三升降气缸、1002第三滚动丝杆、1003-夹具；11-外壳回收箱、12-粉尘回收箱、13-框架、14-封闭仓。

具体实施方式

以下结合附图和实例对本实用新型作进一步详细描述，旨在便于对本实用新型的理解，但本实用新型并不局限于所列的实施例。

如图1所示，一种锂离子电池自动拆分装备，包括框架13和用于传送废电池2的循环载具1，位于循环载具1一侧的框架13底部依次固设有盖板回收箱6、电芯回收箱9、外壳回收箱11；所述框架13的底部沿着循环载具1运行方向依次固设有对废电池2壳体进行环切的切割机械手3和两个用于对废电池2壳体进行夹紧固定的外壳夹紧机构8；所述框架13的顶部沿着循环载具1运行方向依次架设有用于夹持废电池2盖板的盖板回收机构4、用于夹持废电池2电芯的电芯取出机构7和用于夹持废电池2壳体的外壳移载机构10；所述盖板回收机构4、电芯取出机构7分别位于两个外壳夹紧机构8的顶端的，位于盖板回收机构4和外壳夹紧机构8之间设有用于切割废电池2极耳的极耳切割机构5。

如图1所示，循环载具1包括驱动电机101驱动循环转动的传送带103，所述传送带103的上端面等间距地固设有与用于放置定位废电池2的定位载具102。工作时，将废电池2放入定位载具102中对其进行限位，从而保持在运输过程中不发生跑偏且位置精度。

如图2所示，切割机械手3包括机械手本体301和将其固定在框架13上的底座303，所述机械手本体301的顶端固定设有激光切嘴302。

进一步方案，所述切割机械手3设置在一封闭仓14内，所述封闭仓14的两侧对称开设有循环载具1通过的窗口，所述封闭仓14通过管道与粉尘回收箱12连接，用于回收粉尘。

如图3所示，盖板回收机构4包括固定第一升降气缸401的机架板406，所述机架板406在远离循环载具1的一端固设有第一滚动丝杆402，使盖板回收机构4垂直于循环载具1移动；所述第一升降气缸401的活塞端穿过机架板406后通过固定板407与吸盘405连接。

优选的是，所述机架板406的底端固设有导向轴404，使固定板407带动吸盘405沿导向轴404移动；所述机架板406顶端位于第一升降气缸401的两侧分别固设有导轨滑块403。

如图4所示，极耳切割机构5包括对称设置的两个切刀501，所述切刀501的尾端与固设在框架13上的顶推气缸502连接，顶推气缸502带动两个切刀501闭合或分开。

如图5所示，所述电芯取出机构7包括固设于框架13的顶端面的第二升降气缸701，所述第二升降气缸701的活塞端连接有用于夹取废电池2电芯的锥形夹爪703，所述移动板704与套设有第二滚动丝杆702上的滑板连接，转动第二滚动丝杆702使滑板带动锥形夹爪703一起向远离循环载具1的一端移动。

如图6所示，外壳夹紧机构8包括对称固设在位于循环载具1两侧的框架13上一对支撑板803，所述支撑板803上固设有夹紧气缸801，所述夹紧气缸801活塞端连接有夹块802。

如图7所示，外壳移载机构10包括固设于框架13顶端的第三升降气缸1001，所述第三升降气缸1001的活塞端连接有第三滚动丝1002，所述第三滚动丝杆1002上套设有连接板，所述连接板底端连接有用于夹取废电池2壳体的夹具1003。

本装置的工作过程如下：

（1）首先通过人工或机械手将废电池2放置到循环载具1上的定位载具102内，启动驱动电机101将定位载具102移动至下一工位，单工位完成动作后再次移动一个工位；

（2）切割机械手3对进入该工位的废电池2的盖板下方的壳体进行环切，开启激光按照盖板下方3mm的壳体位置进行一周切割，其中激光切割功率≤1KW，确保壳体切开的同时温度较低；

（3）切割后的废电池2移动至盖板回收机构4处的工位，外壳夹紧机构8中的一对夹紧气缸801相向伸长，使其端部的夹块802将电池壳体夹住；然后打开盖板回收机构4，使其通过吸盘405将切割后的电池盖板吸住，并通过第一升降气缸401带动固定板407沿导向轴404上升而对电池盖板进行定位并拉伸，使电池盖板与壳体之间距离加大；打开极耳切割机构5中的一对顶推所缸502，使两切刀501闭合而将电池极耳切断；

（4）第一升降气缸401继续上升，将电池盖板带离电池壳体，然后通过转动第一滚动丝杆402，使盖板回收机构4向远离于循环载具1垂直平移，移到盖板回收箱6后，放下电池盖板；再恢复到原位；外壳夹紧机构8中夹紧气缸801也同时收缩回位；

（5）去除盖板的废电池2随传送带103继续前移至电芯取出机构7处，此处的外壳夹紧机构8将电池壳体夹住，第二升降气缸701下降，位于其底端的锥形夹爪703插入电池壳体内，将电芯夹紧；第二升降气缸701带着电芯一起上升到位后，转动第二滚珠丝杆702，滑板带动锥形夹爪703和电芯一起向远离传送带103方向移动至电芯回收箱9的上方，放下电芯后回位；外壳夹紧机构8中夹紧气缸801也同时收缩回位；

（6）电池外壳随传送带103继续前移至外壳移载机构10下方，第三起升气缸1001下降使夹具1003夹紧电池壳体，然后上升，将电池壳体脱离定位载具后，转动第三滚动丝杆1002，使连接板带动夹具1003和电池壳体一起向远离传送带103方向移动至外壳回收箱11上方，放下壳体后回位。

至此一个废电池即拆分完成，继续下一个电池的拆分。

说明书中所提出的实施方案仅仅为用于示例说明目的的优选实施例，并不旨在限制实用新型的范围，因此理解在不背离本实用新型的精神和范围的情况下可作出其他等效方案和修改方案。