一种电芯分离装置及其分离设备的制作方法

本实用新型涉及锂电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯分离装置及其分离设备。

背景技术：

在现代社会中，电池具有很广泛的应用，其作为能量来源，具有稳定电压、稳定电流，能够长时间稳定供电，并且电池的结构简单，携带昂便，充电放电简单易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在各个领域均能发挥很大的作用。

而在电池开发的过程中，需要对电池进行拆解性能分析，如新造的锂电池、测试后的锂电池或问题锂电池进行拆解分析，其拆解效果直接与后续的锂电池数据分析准确度相关。

目前，对很多电池的拆解方式为通过斜口钳、螺丝刀等手工方式进行拆解。然而，手工方式拆解存在效率低、劳动强度大且危险度高等缺点，且由于手工拆解的不精确性，容易损坏卷芯，严重影响了后续电池分析的有效性和准确性。

且随着电池产业的不断发展，报废电池回收的问题日益显现，电池回收利用最关键在于电池的拆解，如何能够安全快速且有效地拆解电池成为如今亟待解决的问题之一。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电芯分离装置，其能够对多个不同尺寸的电池进行连续性地拆解，有效快速地分离电池的壳体和电芯，无需人工介入，提高电池回收利用率，安全环保。

本实用新型的另一目的在于提供一种锂电池拆解设备，其包括有上述电芯分离装置，其能够有效精准地拆解锂电池的壳体的电芯，无需人力介入，拆解过程快速高效。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种电芯分离装置，其包括有用于输送电池的送料组件、用于切割电池外壳的切割组件、用于将电芯取出的取芯组件、拆解台以及第一驱动机构；

拆解台为圆形板状结构，送料组件、切割组件以及取芯组件均位于拆解台的周侧，拆解台上设有至少3组用于夹紧电池的夹紧组件，第一驱动机构与拆解台连接，在第一驱动机构的驱动下，使多组夹紧组件依次循环经过送料组件、切割组件以及取芯组件，当送料组件对应一组夹紧组件进行送料时，切割组件对应一组夹紧组件进行切割，取芯组件对应一组夹紧组件进行取芯步骤；

夹紧组件包括有用于从电池上方压紧电池的压紧件、用于调整电池方位的放置台以及用于从左右两侧夹紧电池的第一夹紧件和第二夹紧件，放置台、第一夹紧件、第二夹紧件以及压紧件均设于拆解台上，第一夹紧件与第二夹紧件相互平行且相对设置，以形成用于夹持电池的夹持空间，放置台设于拆解台之上第一夹紧件与第二夹紧件之间的位置，且放置台与拆解台旋转连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述放置台上凹设有用于固定圆形电池的放置槽。

在本实用新型较佳的实施例中，上述放置台上设有用于将放置台分隔成两个放置空间的隔离件，隔离件的一端与第一夹紧件形成第一夹持空间，另一端与第二夹紧件形成第二夹持空间。

在本实用新型较佳的实施例中，上述隔离件与放置台可拆卸式连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述隔离件具有用于与电池接触的接触端，接触端设有弹性件。

在本实用新型较佳的实施例中，上述压紧件包括有可伸缩的支撑件以及至少一个用于压紧电池的压紧板；

支撑件的一端与拆解台相连，另一端与压紧板滑动连接，支撑件垂直于拆解台的台面，压紧板平行于拆解台的台面，在支撑件的作用下，压紧板可靠近或远离拆解台。

在本实用新型较佳的实施例中，上述压紧板靠近拆解台的一端的端面设有多个用于固定电池的弹性凸起。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一夹紧件包括有第一夹紧板与第二驱动机构，第二夹紧件包括有第二夹紧板与第三驱动机构；

第二驱动机构与第三驱动机构通过调控第一夹紧板与第二夹紧板之间的相对位移，以控制夹持空间的大小。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一夹紧板与第二夹紧板为直板或L型板。

一种电芯分离设备，其包括有上述的电芯分离装置。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型实施例提供一种电芯分离装置，其包括有用于输送电池的送料组件、用于切割电池外壳的切割组件、用于将电芯取出的取芯组件、拆解台和第一驱动机构，拆解台上包括至少3组用于夹持电池的夹紧组件，该夹紧组件能够从3个方向对电池进行夹紧，且该夹紧组件能够适用于不同尺寸大小的电池，放置台上凹设有用于固定圆形电池的放置槽；

在第一驱动机构的驱动下，使多组夹紧组件依次循环经过送料组件、切割组件以及取芯组件，当送料组件对应一组夹紧组件进行送料时，切割组件对应一组夹紧组件进行切割，取芯组件对应一组夹紧组件进行取芯步骤，即多组电池的拆解步骤同时进行，且该拆解过程是循环重复进行，能够有效提高电池的拆解效率，且该夹紧组件的灵活性高，能够适用于不同尺寸的电池，放置台上放置槽使圆形电池也能够固定在放置台上，整个拆解过程无需人工介入，省时省力，提高电池的回收利用率，绿色环保。

此外，本实用新型实施例还提供一种电芯分离设备，其包括有上述放心电池分离装置，其具有能够大批量有效分离电池的壳体和电芯的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的电芯分离装置的结构示意图；

图2为图1中的夹紧组件在第一视角下的结构示意图；

图3为图2中的压紧件的结构示意图；

图4为图1中的压紧组件在第二视角下的结构示意图。

图中：10-电芯分离装置；100-夹紧组件；110-第一夹紧板；113-第二驱动机构；120-第二夹紧板；123-第三驱动机构；130-放置台；133-隔离件；140-压紧件；141-第一支撑件；142-第一压紧板；143-第二支撑件；144-第二压紧板；145-第四驱动机构；147-弹性凸起；200-送料组件；300-切割组件；400-取芯组件。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

请参照附图1～2，本实施例提供一种电芯分离装置10，其包括有用于输送电池的送料组件200、用于切割电池外壳的切割组件300、用于将电芯取出的取芯组件400、拆解台以及用于驱动拆解台的第一驱动机构。该分离装置能够一次性对多个不同尺寸的电池进行连续性地拆解，大批量地分离方形或圆形电池的壳体和电芯，拆解过程无需人工介入，电芯分离效率高，能够有助于提高电池性能分析或电池的回收利用率，安全环保。

具体地，送料组件200、切割组件300以及取芯组件400均位于拆解台的周侧，拆解台上设有3组用于夹紧电池的夹紧组件100，夹紧组件100位于拆解台靠近周侧壁的位置，第一驱动机构与拆解台连接。

在第一驱动机构的驱动下，使多组夹紧组件100依次循环经过送料组件200、切割组件300以及取芯组件400，当送料组件200对应一组夹紧组件100进行送料时，切割组件300对应一组夹紧组件100进行切割，取芯组件400对应一组夹紧组件100进行取芯步骤。

3组夹紧组件100依次循环地经过送料、切割以及取芯的拆解步骤，该分离装置能够同时拆解至少3组电池，且电池的拆解过程是依次循环地进行，拆解效率高。需要说明的是，在其他实施例中，拆解台上可以设置6组、9组、12组或15组夹紧组件100。

具体地，3组夹紧组件100均包括有用于从电池上方压紧电池的压紧件140、用于调整电池方位的放置台130以及用于从左右两侧夹紧电池的第一夹紧件和第二夹紧件。第一夹紧件、第二夹紧件、压紧件140以及放置台130均设于拆解台上，第一夹紧件与第二夹紧件相互平行且相对设置，以形成用于夹持电池的夹持空间，放置台130位于第一夹紧件与第二夹紧件之间的位置，且放置台130与拆解台旋转连接。

旋转的放置台130能够实时调整电池方位，使切割组件300能够灵活方便地根据需要对电池的端部或电池的周侧壁壳体进行切割。需要说明的是，当放置台130调整电池方位时，第一夹紧件、第二夹紧件以及压紧件140对电池处于待夹紧状态，电池方位调整完后，夹紧组件100再根据需要固定电池。

进一步地，放置台130上设有用于将放置台130分隔成两个放置空间的隔离件133，隔离件133的一端与第一夹紧件形成第一夹持空间，能够用于放置并夹紧一块电池，且在第一夹紧件和压紧件140的作用下夹紧一个电池，隔离件133的另一端与第二夹紧件形成第二夹持空间，能够用于放置/夹紧另一块电池。

隔离件133的具有用于与电池接触的接触端，该接触端上设有弹性件，弹性件的作用在于增加夹紧的力度，使电池固定地更加稳固。在本实施例中隔离件133与放置台130可拆卸式连接，优选为卡扣连接，弹性件具有使用寿命有限，隔离件133与放置台130可拆卸式连接是为了可以根据需求随时更换隔离件133，同时也是为了可以灵活调整隔离件133在放置台130上位置。需要说明的是，在其他实施例中，接触端的上可以设有与电池侧端相匹配的凹槽，以更好的固定电池。

进一步地，放置台130上凹设有用于固定圆形电池的放置槽。放置槽的宽度小于带拆解圆形电池的宽度。在夹紧组件100固定圆形电池时，会存在不稳定，容易滑动的情况，放置槽可以有效固定圆形电池，让圆形电池的固定更为稳定。具体地，在本实施例中，可以设有第一放置槽和第二放置槽，第一放置槽对应第一夹持空间，第二放置槽对应第二夹持空间。

进一步地，压紧件140包括有可伸缩的第一支撑件141、第二支撑件143以及用于压紧电池的第一压紧板142和第二压紧板144。第一压紧板142对应第一夹持空间，第二压紧板144对应第二夹持空间，能够分别压紧两个夹持空间中的电池。

具体地，第一支撑件141的一端与拆解台相连，另一端与第一压紧板142滑动连接，第二支撑件143的一端与拆解台连接，另一端与第二压紧板144滑动连接。第一支撑件141和第二支撑件143均垂直于拆解台的台面，第一压紧板142和第二压紧板144均平行于拆解台的台面，在第一～第二支撑件143的作用下，第一～二压紧板可靠近或远离拆解台。

第一支撑件141和第二支撑件143的伸缩方向为竖直方向，该伸缩方向与拆卸台的台面相互垂直。在调整电池的方位时，第一支撑件141和第二支撑件143处于拉伸状态，第一～二压紧板位于电池的上方，与电池处于非接触的状态。当电池的方位调整完毕后，第一支撑件141和第二支撑件143进行收缩，第一～二压紧板沿靠近电池的方向移动，从上方固定电池，避免了电池从上方脱出的风险，确保电池能够保持固定状态，避免或减少电池在切割过程中发生位移，且取芯过程中，能够更加顺畅稳定。

进一步地，在本实施例中，第一～二压紧板的形状均为条形板状结构，压紧板的宽度小于放置台130或电池的宽度小大，支撑件的顶端设有横向滑轨，第一～二压紧板均能够进行水平位置的调整。且第一压紧板142和第二压紧板144分别由第一支撑件141和第二支撑件143控制，使该分离装置能够同时针对不同尺寸的电池进行压紧、拆解，灵活性强。

进一步地，请参照附图3～4，第一压紧板142和第二压紧板144靠近拆解台一端的端面均设有多个用于固定电池的弹性凸起147。弹性凸起147与电池的接触端为圆弧形，一方面能够避免电池与压紧板之间的相互摩损，提高压紧板的使用寿命，保护电池电芯，另一方面，弹性件的伸缩冗余能够使压紧板在支撑件伸缩控制下，更加有效地固定电池，提高电池的拆解效率。

进一步地，放置台130具有用于放置电池的放置端，放置端是指放置台130靠近拆解台边缘的一端，也是电池进入夹紧组件100的端口。在本实施例中，压紧件140设于与放置端相对的一侧，压紧件140包括有用于驱动第一支撑件141和第二支撑件143的第四驱动机构145，第一支撑件141和第二支撑件143均对应连接有第四驱动机构145，在第四驱动机构145的作用下，第一支撑件141和第二支撑件143均能够沿靠近或远离放置端的方向移动，以通过压紧板接触或推动放置台130上的电池，调整电池在夹持空间中的位置。

第四驱动机构145为伸缩装置，能够调整第一支撑件141和第二支撑件143在夹持空间中的位移。两个支撑件在夹持空间中的移动方向与第一夹紧板110、第二夹紧板120的移动方向相互垂直。具体而言，第一夹紧板110、第二夹紧板120能够调整放置台130上电池的横向位置，并且能够从左右两侧固定电池，而支撑件与压紧板能够从上方压紧电池并根据需要多方位(东西南北四个方向)地调整电池的位置，操作灵活性高，调整精确度强，以使电池的切割、取芯更加的精准方便。

需要说明的是，该分离装置还包括有控制装置，第一～第四驱动机构145、送料机构、切割机构以及取芯机构均与控制装置相连。第一夹紧板110、第二夹紧板120、第一压紧板142、第二压紧板144、第一支撑件141以及第二支撑件143上均设有位置感应器，感应器均与控制装置相连，控制装置通过感应器的传递的信号，对夹紧组件100进行控制，以调整电池的位移，以便精确快速地进行电池的拆解。或在其他实施例中，也可以设有影像控制系统，影像系统检测放置台130上电池的方位，传递信号给控制装置，以控制夹紧组件100。

进一步地，电芯分离装置10包括有清扫件，清扫件分为第一清扫件和第二清扫件，第一清扫件与第一支撑件141连接，第二清扫件和第二支撑件143连接。具体地，第一清扫件位于第一支撑件141靠近电池一端的位置。在当取芯组件400将电池电芯取出后，第一清扫件在第四驱动机构145的作用下从夹持空间/放置台130的一端移动到另一端，以清理放置台130上第一夹持空间中的壳体和碎屑，将壳体推送至壳体收集箱中进行后续处理。在收集壳体的同时，将放置台130清理干净，避免该夹紧组件100在进行后续电池拆解时发生不必要的故障，影响电池的拆解过程。第二清扫件与第一清扫件同理，不再赘述。

在本实施例中，第一支撑件141和第二支撑件143均为伸缩的板状结构，需要说明的是，在其他实施例中，第一支撑件141和第二支撑件143的宽度可以约等于放置台130宽度的一半，同时也可以省略清扫件的设置，在第四驱动机构145的作用下，第一支撑件141和第二支撑件143在来回移动的过程中，能够清理放置台130上对应空间的壳体和碎屑，以保持放置台130的清洁平整。

进一步地，第一夹紧件包括有第一夹紧板110与第二驱动机构113，第二夹紧件包括有第二夹紧板120与第三驱动机构123。第二驱动机构113与第一夹紧板110连接，第一夹紧板110与隔离件133的一端的端面相互平行且相对设置，第三驱动机构123与第二夹紧板120连接，第二夹紧板120与隔离件133的另一端的端面相互平行且相对设置。

一方面，第二驱动机构113通过调控第一夹紧板110与隔离件133之间的相对位移，控制第一夹持空间的大小，第三驱动机构123通过调控第二夹紧板120于隔离件133之间的相对位移，以控制第二夹持空间的大小，以分别固定放置台130上第一～二夹持空间中的电池；另一方面，第二驱动机构113与第三驱动机构123通过分别调控第一夹紧板110与第二夹紧板120的位移，以分别调整放置台130上电池的横向位置，以便后续电池的切割、取芯步骤能够顺利精准的进行。

在本实施例中，第二驱动机构113与第三驱动机构123为伸缩装置，第一夹紧板110与第二夹紧板120为直板，第一夹紧板110与第二夹紧板120的材质为能够夹紧电池的刚性材质，第一～二夹紧板与电池的接触端均设有弹性件(如橡胶)，用于增加与电池之间的摩擦力，以更好地固定电池。

需要说明的是，在其他实施例中，第二驱动机构113与第三驱动机构123也可以为气缸等能够调解第一夹紧板110与第二夹紧板120位移的装置，第一夹紧板110与第二夹紧板120可以为L型板，接触端的弹性件上可以设有增加摩擦力的条形凹槽，或与电池侧壁形状大小相匹配的限位凹槽。

进一步地，在本实施例中，拆解台圆形的板状结构，送料组件200、切割组件300以及取芯组件400均位于拆解台的周侧，第一驱动机构位于拆解台的下方，在第一驱动机构的驱动下，拆解台旋转，多组夹紧组件100依次循环地被输送至与送料组件200、切割组件300以及取芯组件400相应的位置进行电芯的取出。需要说明的是，在其他实施例中，拆解台可以为椭圆形、方形或其他形状的板状结构，拆解台可以为传送带，传送带的传送轨道不做具体限制，能够循环地将夹紧组件100依次从送料组件200、切割组件300以及取芯组件400相应的位置输送即可。

进一步地，送料机构包括有用于推送电池的推送装置，能够将电池储存箱中的电池依次推送至放置台130上的第一夹持空间和第二夹持空间中，然后由夹紧组件100对电池进行调整方位且夹紧。

随后，在第一驱动机构的作用下，将该夹紧组件100输送至切割组件300的面前。具体地，切割组件300包括有横向切刀、纵向切刀、切割装置的固定台，横向切刀和纵向切刀均包括有伸缩杆(调整切刀的纵向位移)，固定台上设有滑轨(调整切刀的横向位移)，横向切刀和纵向切刀均通过伸缩杆与该固定台上的滑轨连接。切割组件300与控制系统相连，控制系统控制横向切刀和纵向切刀的位移和切割运作，以便对电池的端部或水平面进行切割。

切割完成后，在第一驱动机构的作用下，将夹紧组件100输送至取芯组件400的面前，取芯组件400包括有取芯装置、取芯动力模块和取芯固定台，取芯动力模块与取芯装置连接以驱动取芯装置在取芯固定台上的位移，取芯装置为取芯夹爪、取芯气缸以及取芯动力模块，取芯气缸与取芯夹爪连接并驱动取芯夹爪的动作。在进行取芯时，取芯动力模块向夹紧组件100靠近，取芯气缸驱动取芯夹爪插入电池电芯并将电芯夹紧，然后取芯动力模块后退带动取芯夹住从电池外壳中取出电芯，取芯动力模块复位，取芯夹爪松开电芯。

取芯完成后，支撑件在第四驱动机构145的作用下向前推进，将放置台130上的剩下的电池壳体以及切割时可能存在的碎屑推落入壳体收集箱中进行收集，随后，该夹紧组件100在第一驱动组件的驱动下循环输送至送料组件200相应的位置，进行下一轮的电池拆解流程。

此外，本实用新型实施例还提供一种电芯分离设备，其包括有电源、电芯收集箱、壳体收集箱以及上述电芯分离装置10，电源与电芯分离装置10的控制系统、第一～第四驱动机构145、送料组件200、切割组件300以及取芯组件400相连。电芯收集箱与壳体收集箱放置于取芯组件400相对应的位置。

综上，本实用新型实施例提供一种电芯分离装置，其包括有用于输送电池的送料组件、用于切割电池外壳的切割组件、用于将电芯取出的取芯组件、拆解台和第一驱动机构，拆解台上包括至少3组用于夹持电池的夹紧组件，该夹紧组件能够从3个方向对电池进行夹紧，且该夹紧组件能够适用于不同尺寸大小的电池；

在第一驱动机构的驱动下，多组夹紧组件依次循环经过送料组件、切割组件以及取芯组件相对应的位置，当送料组件对应一组夹紧组件进行送料时，切割组件对应一组夹紧组件进行切割，取芯组件对应一组夹紧组件进行取芯步骤，即多组电池的拆解步骤同时进行，且该拆解过程是循环重复进行，能够有效提高电芯的取出效率和电池的拆解效率，且该夹紧组件的灵活性高，能够适用于不同尺寸的方形电池或圆形电池，整个拆解过程无需人工介入，省时省力，提高电池的回收利用率，绿色环保。

此外，本实用新型实施例还提供一种电芯分离设备，其包括有上述放心电池分离装置，其具有能够大批量有效分离电池的壳体和电芯的优点。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。