一种用于废旧动力电池的针刺放电设备的制作方法

本实用新型涉及废旧动力电池处理技术领域，特别涉及一种用于废旧动力电池的针刺放电设备。

背景技术：

随着新能源汽车的快速推广和发展，动力电池的使用量及报废量将逐年增加。根据市场研究预测，2020年动力电池的报废量大约会达到20万吨(20gwh)。到2025年，报废量预计将会达到100万吨(100gwh)；而到了2030年，预计会达到300万吨(300gwh)的惊人数字。由于废旧动力电池中含有化学物质和重金属元素，如果直接进行丢弃，会污染环境和浪费资源。因此，对废旧动力电池进行回收处理将势在必行。

根据国家规定，当动力电池容量衰减至80％以下，则会进行强制回收。由于电池在报废后还残留一定的电量，为保障后续的操作安全，在处理前必须对其进行放电处理。

目前常规的放电方法主要有物理方法放电和化学方法放电；

物理方法放电主要是通过外接负载消电，即通过电池与电阻相连，电池中的电量通过放热消耗，但该方法只是实验室试验，大规模放电不可行；

化学方法放电是利用电池的正负极金属为阴极和阳极，在溶液中通过电解过程来消耗电池中残余的电量，目前主要以氯化钠溶液为电解质，废旧锂离子电池为电源进行放电，该方法简单可行；但存在电池放电不充分等问题，导致电池内部会残留少许的电量，为后续的电池拆解带来危险。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种用于废旧动力电池的针刺放电设备；能够使得废旧动力电池完全放电，并有效的保证放电的安全。

本实用新型解决技术问题所采用的解决方案是：

一种用于废旧动力电池的针刺放电设备，包括顶部设置有凹槽的箱体、位于凹槽正上方的针刺机构、以及与针刺机构连接且用于驱动针刺机构进入箱体内的驱动机构；所述针刺机构包括与凹槽开口尺寸适配且与驱动机构连接的金属板、安装在金属板靠近箱体一侧的钢针；所述金属板上设置有出气孔；所述箱体上设置有进气孔。

在使用时，首先向箱体内倒入废旧动力电池，然后将箱体进行封箱操作，通过进气孔向箱体内持续通入厌氧保护气体；待箱体内充满厌氧保护后，进行针刺放电实验，通过调节控制箱来及时调整钢针的运行速度，使得钢针扎破电池使其充分放电；在放电过程中产生的有毒气体如hf等直接通过金属板的出气孔直接进入尾气吸收装置。

进一步的，为了实现钢针对于废旧动力电池的针刺放电，所述驱动机构包括与金属板连接的伸缩杆、与伸缩杆远离金属板一端连接的液压缸、以及与液压缸连接的控制箱。

进一步的，为了保证放电安全，所述箱体为防爆箱体，采用金属板制成。

进一步的，在所述金属板上设置有套孔，所述钢针安装在套孔内。

进一步的，所述进气孔的数量为两个且均匀的设置箱体的底部，所述进气孔的直径为30mm～50mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型设置有驱动机构和针刺机构，通过驱动机构将有效的驱动针刺机构对箱体内的废旧动力电池进行针刺放电；

本实用新型通过向箱体内持续输入厌氧气体，使得针刺放电在厌氧的环境下进行，有效的保证了放电的安全；

本实用新型的箱体为防爆箱体，将进一步的保证针刺放电的放电安全；

本实用新型通过出气孔并将尾气进行收集，避免了尾气对于环境的影响，绿色环保。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中：1、液压缸；2、伸缩杆；3、金属板；4、套孔；5、钢针；6、箱体；7、废旧动力电池；8、进气孔；9、出气孔；10、控制箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

本实用新型通过下述技术方案实现，如图1所示，

一种用于废旧动力电池的针刺放电设备，与尾气收集装置和厌氧保护气体输入装置连接，包括顶部设置有凹槽的箱体6、位于凹槽正上方的针刺机构、以及与针刺机构连接且用于驱动针刺机构进入箱体6内的驱动机构；所述针刺机构包括与凹槽开口尺寸适配且与驱动机构连接的金属板3、安装在金属板3靠近箱体6一侧的钢针5；所述金属板3上设置有出气孔9，出气孔9与尾气回收装置连接；所述箱体6上设置有用于厌氧保护气体进入的进气孔8。

金属板3与凹槽开口的尺寸相适配，通过凹槽的开口将废旧动力电池倒入凹槽内；在金属板3进入箱体6内后，箱体6的底部、侧壁与金属板3将形成一个封闭空间，在针刺放电过程中所产生的有毒气体，只能从出气孔9输出，进入到尾气收集装置中。

优选的，为了使得放电过程处于厌氧保护环境中，在针刺放电前，厌氧保护气体输入装置持续输入厌氧保护气体，通过进气孔8向箱体6内输送厌氧保护气体。厌氧保护气体为惰性气体。

驱动机构主要用于控制针刺机构向靠近或远离箱体6内的废旧动力电池7一侧运动，其中向靠近废旧动力电池7一侧运动，并通过钢针5对废旧动力电池7进行针刺为放电；在放电完毕后驱动机构将控制金属板3以及金属板3上的钢针5向远离废旧动力电池7的一侧运动，此时是为了打开箱体6的凹槽，然后通过凹槽将废旧动力电池7倒入箱体6内，然后执行放电工作。

由此可知，图1所示，驱动机构主要实现带动针刺机构上升或下降运动；驱动机构可为丝杠驱动机构，通过丝杠驱动机构带动针刺机构上升或下降；驱动机构也可为气缸；还可以为电推杆。

进一步的，为了实现钢针5对于废旧动力电池7的针刺放电，所述驱动机构包括与金属板3远离箱体6底部一侧连接的伸缩杆2、与伸缩杆2远离金属板3一端连接的液压缸1、以及与液压缸1连接的控制箱。

控制箱10内部设有控制器件，控制器件为现有技术，在此不作进一步阐述；在需要进行放电时，控制箱将控制液压缸1带动金属板3和金属板3上的钢针5向下运动，从而对箱体6内的废旧动力电池7进行针刺放电，直至扎破废旧动力电池7使其充分放电；在放电完成后，控制箱将控制液压缸1带动金属板3和钢针5向远离箱体6底部的一侧运动，直至运动到凹槽的上方，然后再次将废旧动力电池7倒入到箱体6内进行下一次的放电。

进一步的，为了保证放电安全，所述箱体6为防爆箱体6，采用金属板3制成。

在一些实施例中，防爆箱体6采用耐高温耐高压金属板3制成。如钛材、不锈钢、镍及镍合金、锆材、碳钢等材质制备的金属板。

进一步的，在所述金属板3上设置有套孔4，所述钢针5安装在套孔4内。

优选的，套孔4的数量为多个且与钢针5一一对应设置。

优选的，钢针5为耐高温钢针5，耐高温钢针的材质可以是钛材、不锈钢、镍及镍合金、锆材等。

进一步的，所述进气孔8的数量为两个且均匀的设置箱体6的底部，所述进气孔8的直径为30mm～50mm。

在使用时，首先向箱体6内倒入废旧动力电池7，然后将箱体6进行封箱操作，通过进气孔8向箱体6内持续通入厌氧保护气体；待箱体6内充满厌氧保护后，进行针刺放电实验，通过调节控制箱，使得金属板3以及金属板3上的钢针5向靠近箱体6底部的一侧运动，同时控制箱能够根据需要调整钢针5向箱体6底部运动的速度，优选的，钢针5在液压缸1的驱动下向下运动的速度为10～50mm/s之间，使得钢针5扎破电池使其充分放电；在放电过程中产生的有毒气体如hf等直接通过金属板3的出气孔9直接进入尾气吸收装置，进而使得放电过程中所产生的有毒气体能够有效的收集，避免对环境造成破坏。