一种方形电池模组的拆解方法和拆解系统与流程

本发明属于电池拆解领域，更具体地说，涉及一种方形电池模组的拆解方法和拆解系统。

背景技术：

1、近年来，新能源汽车的研发得到了飞跃式增长，且在政策和市场的双重驱动下，市面上也出现了越来越多的新能源汽车。然而，电池是存在使用寿命的，首批新能源汽车的动力电池虽然使用年限的增长，已经逐渐迎来退役期，且在新能源汽车的日常使用中也经常会出现一些报废损坏需要更换的电池。这些废旧的电池虽然已经无法继续使用，但是如果将其直接作为常规垃圾丢弃同样会存在以下问题。例如，废旧电池中的一些材料如果不加处理而直接丢弃，会对环境造成较大的污染危害，同时，废旧电池中的部分材料是可以进行回收并再次利用的，且由于新能源汽车的电池造价较高，这部分材料在市场上的价格往往不低，因此这些废旧电池具备较高的回收价值。

2、目前，新能源汽车多数采用的是如图2所示的方形电池模组结构，该电池模组的回收主要以人工拆解和粗放式破碎预处理为主。其中，破碎处理的方式会使电池模组各种材料破碎并混淆在一起，导致不同材料之间难以区分并进行分类，进而难以对破碎后的材料进行进一步处理，回收难度大大增加。而人工拆解则存在拆解难度大、自动化水平低、人身安全难保障等缺陷。因此，为了实现便捷、高效、安全地梯次回收电池，需要一种完善的方形电池模组的拆解方法，可以将电池模组的各个部分快速拆卸取下并进行分类回收，为新能源汽车产业的可持续发展提供支撑。目前，市面上针对新能源电池的回收问题也出现了一些相关的方法，但是经过相关检索，发现关于新能源电池回收的现有技术均存在一些问题，尤其是应用于图2所示的方形电池模组的回收处理时，会对该电池模组的回收造成较大的影响。

3、如中国专利申请号为：cn201910405556.1，公开日为：2019年8月20日的专利文献，公开了一种锂离子电池安全拆解回收方法及其装置，属于锂离子动力电池回收领域，其方法包括如下步骤：步骤一：通过减压阀调节好注入的惰性气体压力，将储气罐中的惰性气体由气管通入机体内部做保护气体；步骤二：将锂离子电池通过废电池入口投入机体内部，使得废电池平稳落在运输机构上进行运输；步骤三：废电池通过运输机构输送到固定机构处，对废电池进行切割；步骤四：将切割完成的废电池通过传送板滑落到分离机构上，使得废电池的壳体以及芯体分离；步骤五：使得分离的壳体落入壳体箱中进行收集，使得芯体通过下料板滑入芯体箱中进行收集。

4、又如中国专利申请号为：cn201711294292.4，公开日为：2019年6月18日的专利文献，公开了一种锂电池自动化梯级拆解与回收再利用系统，包括：用于监控整个锂电池拆解及回收再利用系统各个工序的视频监控模块；用于收集拆解电池包、电池模组、电芯及卷芯过程中产生废气用的废气处理模块；用于将电池包拆解为电池模组的电池包自动化拆解模块；用于将电池模组拆解为电芯的模组自动化拆解模块；用于将电芯拆解为卷芯和壳体的电芯自动化拆解模块；和回收电芯正极、负级极片的极片回收模块。

5、上述两个方案均为现有技术中关于新能源电池的拆解回收方法，但是正如前面所说，二者在新能源电池模组的实际拆解工作中，尤其是将其应用于图2所示方形电池模组的拆解时，会存在一些问题。具体的，第一个方案主要是针对电池拆解时的安全性进行的改进，第二个方案则主要是针对电芯的拆解进行的改进，二者对于电池的拆解过程，均只涉及到电池外壳以及电芯组件。

6、然而，现有的电池模组中，除了电池外壳和电芯外，还存在一些繁杂的内部组件，包括但不限于汇流排、电极连接片、模组中的外接线路等，这些组件的材料组成往往并不相同且具备一定的回收价值，如果忽略其材料组成不同的这一点而对其直接一并回收，则混淆在一起的组件材料会对后续的电池模组的回收造成极大影响。例如，电池模组的电极连接片、汇流排和外接线路的材料种类并不相同且一般限定在一个较小的范围，对三者的材料进行回收并二次利用的最大收益即是将其再次用于制造其余电池模组的对应组件。然而，如果直接对电池模组的这些组件进行破碎处理和回收，则各个组件的材料不可避免地会混淆在一起，且破碎后的材料体积很小，导致后续想要将不同材料进行区分会变得十分困难，只能将混淆在一起的材料用于制造一些材料种类要求范围较广的物品，然而，这些物品的价值往往无法与电池模组的相应组件相比，最终导致电池模组的回收价值大大降低。

7、此外，电池模组放置在新能源汽车内部进行使用，对于其体积以及密封性均有着一定要求，因此电池模组的内部空间较小，各个组件在电池模组内的位置以及彼此之间的连接较为紧凑且连接次序较为固定。在对电池模组进行回收时，由于各个组件之间的连接紧凑，如果不按照一定顺序对电池模组的各个组件进行回收，则在回收过程中不可避免地会对组件造成损伤。

8、例如，电池模组的汇流排与电芯极耳之间固定连接，同时在二者之间设置一些组件，通过汇流排与电芯极耳之间的连接将这些组件固定。对电池模组进行拆解回收时，如果直接抓取汇流排与电芯极耳之间的组件进行拽取，则会对汇流排造成损伤，使汇流排破碎，无法完整地被回收。且由于汇流排与电芯极耳之间固定连接，这种回收方式还容易造成电芯极耳被破坏，导致本来可以回收并再次利用的合格电芯成为废品，降低电池模组的回收价值。此外，破碎的汇流排和其他组件还会零散地附着在电池模组本体上，影响后续回收工作，降低回收效率。

技术实现思路

1、1、要解决的问题

2、针对现有的新能源电池模组拆解方法难以完善全面地回收方形电池模组的各个组件的问题，本发明提供一种方形电池模组的拆解方法，能够针对方形电池模组各个组件的连接结构，对不同组件进行分门别类的梯次拆解回收，将电芯安全无损地取出，提高了电池模组的拆解效率和资源回收率。

3、本发明还提供一种方形电池模组的拆解系统，采用上述拆解方法，能够高效完善地对方形电池模组进行拆解回收，提高资源利用率，创造经济价值。

4、2、技术方案

5、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

6、一种方形电池模组的拆解方法，包括以下步骤：

7、一、拆卸上盖

8、控制电池模组固定不动，然后确定电池模组本体与上盖之间的连接部件位置，拆除连接部件，使上盖脱离电池模组，取走上盖并放入对应回收区域，暴露出电池模组中的内部组件；

9、二、拆卸内部组件

10、保持电池模组固定不动，拆除电池模组上的外接线路并送入对应回收区域，接着确定汇流排与电芯极耳的连接部位，破坏连接部位，使汇流排脱离电池模组，然后取走电极连接片、汇流排和塑料层并放入对应回收区域，暴露出电芯；

11、三、拆卸外壳

12、保持电池模组固定不动，确定电芯外侧的壳体与电池模组之间的连接部位，然后破坏连接部位使壳体从电芯上脱离，并将脱离电芯的壳体放入对应回收区域，暴露出多个彼此连接的单体电芯；

13、四、分掰电芯

14、确定多个单体电芯之间的连接部位，然后破坏连接部位使多个单体电芯彼此分离，接着对单体电芯进行回收。

15、作为技术方案的进一步改进，所述步骤一中，当连接部件为卡扣时，对卡扣进行破坏；当连接部件为螺钉时，将螺钉拧出。

16、作为技术方案的进一步改进，所述步骤一中，在拆卸上盖前，采用扫描设备对电池模组的信息进行扫描并记录。

17、作为技术方案的进一步改进，所述步骤二中，汇流排与电芯极耳之间焊接连接，通过敲打或铣削破坏掉汇流排与电芯极耳之间的焊缝使二者分离。

18、作为技术方案的进一步改进，所述步骤三中，壳体包括端壳和长侧壳，其具体拆卸过程为：将端壳与长侧壳之间的连接部位破坏，然后取走端壳，接着将长侧壳从电芯上撕下取走。

19、作为技术方案的进一步改进，拆卸长侧壳时，将长侧壳的一侧撕开后，采用锲形件沿被撕开的一侧移动至另一侧，使长侧壳与电芯分离。

20、作为技术方案的进一步改进，所述步骤四中，将多个单体电芯按排列顺序依次编号，单数编号为一组，双数编号为一组，从相对的两个方向分别顶推一组单体电芯，使单体电芯分离。

21、作为技术方案的进一步改进，还包括：

22、五、检测电芯

23、针对电芯的参数设定要求值，然后对分掰后的电芯的性能参数进行测量，取走性能参数不符合设定值的电芯。

24、作为技术方案的进一步改进，还包括：

25、六、电芯后处理

26、对步骤五留下的电芯进行除胶、打磨抛光和绝缘处理。

27、一种方形电池模组的拆解系统，包括：

28、电池模组固定设备，用于步骤一至三中，对电池模组进行固定；

29、上盖拆卸设备，用于步骤一中，对上盖与电池模组的连接部件进行拆除；

30、外接线路拆卸设备，用于步骤二中，对外接线路进行拆除；

31、汇流板拆卸设备，用于步骤二中，对汇流排与电芯极耳的连接部位进行破坏；

32、外壳拆卸设备，用于步骤三中，破坏电芯外侧的壳体与电池模组之间的连接部位；

33、电芯分掰设备，用于步骤四中，使多个单体电芯彼此分离；

34、夹取设备，用于步骤一至三中，将拆卸下来的部件放入对应回收区域。

35、3、有益效果

36、相比于现有技术，本发明的有益效果为：

37、(1)本发明一种方形电池模组的拆解方法，能够针对方形电池模组各个组件的连接结构，先从上盖进行拆解，对上盖与电池模组的连接部件进行拆除，使得在取走上盖时，不会对电池模组的其余组件造成损坏，同时电池模组的其余组件暴露出来，便于后续拆解；接着可以依据实际需求选择性地拆除外壳或暴露出来的内部组件，拆除外壳时，根据端壳和长侧壳的不同连接方式，能够快速高效地完成拆解，并保证外壳被拆卸下来时的完整性；拆除内部组件时，通过先对汇流排与电芯极耳的连接部位进行破坏，使得汇流排与电芯分离，从而在取走汇流排以及汇流排与电芯之间的组件时，不会对电芯造成损伤，且各个内部组件能够完整地被拆卸下来，留下多个粘接在一起的电芯；

38、通过这种有序高效的梯次拆解回收，在保证高效快速的拆解工作的同时，能够将各个组件依次单独拆解并有序存放至对应的回收区域，不会造成不同材料的混淆，相比较背景技术中提到的破碎或无序拆解电池模组的方式，大大降低了对价格较为昂贵的电芯a9的损伤，从而最大化地保存了电池模组的回收价值；

39、(2)本发明一种方形电池模组的拆解方法，通过锲形件顶推实现独特的长侧壳拆卸方式，在长侧壳的一侧撕开一定程度后，使锲形件沿长侧壳被撕开的一侧移动至长侧壳的另一侧，使长侧壳与电芯在锲形件的作用下实现逐步分离，避免长侧壳破碎粘接在电芯上，保证了长侧壳的回收完整性；

40、(3)本发明一种方形电池模组的拆解方法，通过对电芯进行除胶、打磨抛光和绝缘处理等后处理措施，能够去除电芯表面的残留涂胶、电芯极耳处的毛刺以及防止电芯出现短路问题，使得后续对电芯的回收利用更加方便；

41、(4)本发明一种方形电池模组的拆解系统，采用上述拆解方法，能够高效完善地对方形电池模组进行拆解回收，提高资源利用率，创造经济价值。