废旧锂离子电池回收用极柱去除装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及锂离子电池回收【技术领域】，特别涉及一种废旧锂离子电池回收用极柱去除装置。废旧锂离子电池回收用极柱去除装置，包括用于放置电芯的平台，平台上设有用于固定电芯的电芯固定结构，该极柱去除装置还包括用于夹紧电池顶盖的夹持机构，平台和/或夹持机构传动连接有驱动平台和夹持机构相对旋转以拧掉电池顶盖的扭转驱动机构。通过该极柱去除装置可以方便、快速的将极柱和电池顶盖从电芯上分离，而且不会对造成电芯短路。
【专利说明】废旧锂离子电池回收用极柱去除装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锂离子电池回收【技术领域】，特别涉及一种废旧锂离子电池回收用极柱 去除装置。
【背景技术】
[0002] 绿色能源是全球汽车未来发展的一个主要方向，根据《电动汽车"十二五"专项规 划》预计，2015年中国电动汽车保有量计划达到50万辆。由于国家"十二五"新能源项目 规划政策的推动，锂离子动力电池在纯电动汽车、混合动力汽车及风光储能等领域内的应 用将会在5年内迅速扩大。随之而来，将面临的是严峻的回收处理压力，锂离子动力电池的 寿命一般为3-5年。锂离子动力电池无法降解，电池内的化合物流入土地中会对环境造成 严重污染。锂离子动力电池内富含贵重的有色金属铜和铝，且电芯材料具有回收价值，对锂 电池回收可避免资源浪费。
[0003] 目前国内外对锂离子动力电池回收技术的研究甚少。锂电池动力电池通常包括 电芯，电芯的外部套设有电池壳，电芯的顶部装配有正、负极柱，正、负极柱上连接有电池顶 盖，电池顶盖装配于电芯的顶部，正、负极柱通常以螺栓联接或超声波焊接的方法与电芯极 耳联接在一起，去除极柱是回收电芯必要前处理工序。通常的方法是采用闸刀将极柱切断， 然而极柱与电芯紧挨而此处无法下刀，而且切断瞬间会引起电芯短路，因此该切断方法不 适用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种废旧锂离子电池回收用极柱去除装置，以便于将极柱 从电芯上分离且不会造成电芯短路。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：废旧锂离子电池回收用极柱去除 装置，包括用于放置电芯的平台，平台上设有用于固定电芯的电芯固定结构，该极柱去除装 置还包括用于夹紧电池顶盖的夹持机构，平台和/或夹持机构传动连接有驱动平台和夹持 机构相对旋转以拧掉电池顶盖的扭转驱动机构。
[0006] 所述扭转驱动机构的转动轴线与被处理的电池顶盖的中心轴线重合。
[0007] 所述扭转驱动机构为往复式扭转驱动机构。
[0008] 所述往复扭转驱动机构为摆动液压缸。
[0009] 仅夹持机构传动连接有所述扭转驱动机构，所述平台上开设有供夹持机构摆动的 让位槽。
[0010] 废旧锂离子电池回收用极柱去除装置还包括安装架，该安装架呈C形结构，安装 架包括连接板和上下或前后平行分布的两个侧板，夹持驱动机构装配于侧板上，连接板一 侧设有用于对电池顶盖定位的定位结构、另一侧与扭转驱动机构的驱动轴相连。
[0011] 所述电芯固定结构为设于平台上部的上压板。
[0012] 上压板上连接有用于驱动上压板往复直线运动的直线驱动装置，直线驱动装置的 驱动方向与平台垂直。
[0013] 所述直线驱动装置为压力气缸，所述压力气缸的驱动端设有浮动接头，所述上压 板通过浮动接头与压力气缸的驱动端连接。
[0014] 所述平台上还设有用于对电芯进行导向的电芯导向槽。
[0015] 本发明的有益效果：该极柱去除装置在使用时，首先将电芯放置在平台上，通过电 芯固定结构将电芯固定，然后通过夹持机构夹紧电池顶盖，然后启动扭转驱动机构，摆动机 构向夹持机构和/或平台传递扭转力矩，夹持机构可以分别在正、负极柱的耳根部作用一 对方向相反的剪切力，电池顶盖和极柱可以绕电芯的长度延伸方向发生扭转，以至撕断极 耳，从而达到了分离极柱的目的。由此可见，通过该极柱去除装置可以方便、快速的将极柱 和电池顶盖从电芯上分离，而且不会对造成电芯短路。
[0016] 进一步的，扭转驱动机构的转动轴线与电池顶盖的中心轴线重合，在使用时，可以 避免将电芯的其它部分撕裂，能轻松将电池顶盖和极柱撕下。
[0017] 进一步的，摆动液压缸具有摆角大而结构紧凑、输出力矩大而启动压力低的优点， 无需任何变速机构就可使夹持驱动机构获得往复摆转运动。
[0018] 进一步的，通过定位结构对定位盖板的定位作用，可以快速完成对电芯的固定操 作，提高工作效率。
[0019] 进一步的，采用上压板作为电芯固定结构，上压板不仅结构简单，而且上压板与电 芯的接触面积大，通过上压板的压紧作用可以将电芯快速牢固的固定在平台上，且在电池 顶盖和极柱扭转时，电芯可以固定不动。
[0020] 进一步的，上压板在直线驱动装置的作用下可以向电芯提供足够的压紧作用力， 而且可以快速实现对电芯的固定装配和拆卸，提高了工作效率。
[0021] 进一步的，浮动结构用于连接压力气缸的驱动端和上压板。因在执行元件压力气 缸装配时会存在偏斜，且上压板压在电芯上时也会存在受力不平衡，若压力气缸驱动端直 接固联上压板，设备长期工作后会损坏压力气缸。浮动接头就是用来解决此问题，抵消不平 衡力，保证执行元件压力气缸的工作寿命。
[0022] 进一步的，通过电芯导向槽可以快速将电芯安装在平台上。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1是本发明的废旧锂离子电池回收用极柱去除装置的实施例1的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 如图1所示，废旧锂离子电池回收用极柱去除装置包括平台1，该平台1用于放置 去壳后电芯，平台1上从左向右依次设有电芯固定结构、夹持机构和扭转驱动机构7。电芯 固定结构具有固定电芯的作用，夹持机构具有夹紧电池顶盖和极柱的作用，在扭转驱动机 构7的驱动作用下夹持机构和平台相互旋转可将电池顶盖拧掉。扭转驱动机构7的驱动轴 平行于平台1。在本实施例中，扭转驱动机构的转动轴线与被处理的电池顶盖的中心轴线重 合，扭转驱动机构为往复扭转驱动机构。
[0025] 在本实施例中，该平台1呈水平设置，平台1上设有沿左右方向延伸的电芯导向槽 11，电芯导向槽具有前后对称分布的两个槽壁，两个槽壁对用于电芯在前后方向定位。平台 1上还开设有供夹持机构往复摆动的让位槽12,该让位槽12为上下贯通的通槽。电芯导向 槽11与让位槽12的延伸方向呈垂直分布。
[0026] 在本实施例中，电芯固定结构为上压板2,上压板2位于平台1的上方，上压板2位 于电芯导向槽11的正上方。上压板2上连接有直线驱动装置3,直线驱动装置3的驱动方 向与平台垂直，上压板在直线驱动装置3的作用下可做上下往复直线运动。平台1上设有 立柱13,立柱13的上部固设有安装板14,直线驱动装置3安装于安装板14上。直线驱动 装置3为压力气缸。上压板2位于安装板14的下方，压力气缸的驱动端设有浮动接头15， 上压板2通过浮动接头15与压力气缸连接。上压板的输出压力为20-25kgf。在其它实施 例中，直线驱动装置还可以为液压缸。在其它实施例中，还可以通过螺栓将上压板装配于 平台上，上压板与平台可拆固定连接，在使用时，通过对螺栓的拧紧来实现对电芯的压紧固 定，在极柱拆除完毕后，通过对螺栓的拧松来实现电芯的拆卸。在其它实施例中，还可以省 去电芯导向槽，此时，采用压紧套代替上压板，通过压紧套将电芯固定安装于平台上。
[0027] 夹持机构位于电芯固定结构的右侧。在本实施例中，夹持机构包括两个夹板4,夹 板4上连接有用于驱动夹板开合的夹持驱动机构5。夹持驱动机构5为夹紧气缸，夹紧气缸 的夹紧行程为15_，输出的夹紧力大于等于50N，在其它实施例中，夹持驱动机构还可以为 液压缸。在其它实施例中，夹持机构还可以为能够开合的两个摆臂。在本实施例中，两个夹 板沿上下方向平行分布，夹持驱动机构具有沿上下方向往复直线运动的移动行程，夹持机 构通过安装架6装配于平台上，该安装架6呈C形结构，安装架6包括连接板和上下平行分 布的两个侧板，夹持驱动机构5装配于侧板上，连接板的右侧与扭转驱动机构7的驱动轴相 连，扭转驱动机构7的驱动轴与连接板垂直，连接板的左侧设有用于对电池顶盖定位的定 位结构。该定位机构为由向连接板左侧的凸起，在使用时，由左向右推动电芯，当电池顶盖 与凸起接触时，停止推动，可以快速实现对电池顶盖的定位。在其它实施例中，该定位机构 还可以槽状结构。在其它实施例中，夹板还可以沿前后方向平行分布，夹持驱动机构具有沿 前后方向往复直线运动的移动行程。
[0028] 在本实施例中，往复扭转驱动机构为摆动液压缸，摆动液压缸的输入油压工作压 力为12-15MPa，油缸的输出扭矩大于等于22. 5Ν·πι，每次扭转角度90° ±4°。在其它实 施例中，往复驱动机构还可以为电机或摆动气缸。摆动液压缸上设有一对压条8,该压条8 为金属压条，通过压条8将摆动液压缸压紧固定于平台1上。该摆动液压缸的驱动轴左右 延伸。安装架6的右侧设有用于支撑安装架6的带座轴承9,且安装架6与摆动液压缸的驱 动轴通过花键连接在一起。
[0029] 本发明的实施例1使用过程为：首先将已拆壳的电芯水平推入电芯导向槽内，直 到电芯上连带的电池顶盖的安全阀顶至凸起为止；然后启动压力气缸，压力气缸的输出轴 伸出并带动上压板下移，压紧电芯；然后启动夹持驱动机构，夹持驱动机构的驱动杆带动两 个夹板相向运动以夹紧电池顶盖的上、下两侧；接着启动摆动液压缸，摆动液压缸的驱动轴 将带动夹持机构以恒定的扭矩、稳定的转速将电池顶盖旋转90度；此时极耳被撕断，极柱 和电池顶盖将与电芯脱离；接着通过控制夹持驱动机构，使两个夹板向背运动，极柱和电池 顶盖脱落；接着控制摆动液压缸，使夹持机构复位；然后控制压力气缸，使上压板上移离开 电芯，并回到初始位置，然后取下电芯。接着重复上述过程，对下一个电芯进行极柱的拆除 工作。
[0030] 本发明的废旧锂离子电池回收用极柱去除装置具有结构简单、通用性强、操作方 便、快捷的优点，其可以将废旧的锂离子电池的极柱快速除掉，适用于多种型号的锂离子电 池。
[0031] 在本发明的其它实施例中，扭转驱动机构的转动轴线还可以与电池顶盖的中心轴 线平行，扭转驱动机构还可以为单向扭转驱动机构。
[0032] 在本发明的其它实施例中，夹持机构和扭转驱动机构还可以不位于平台上，夹持 机构和平台上还可以均传动连接有扭转驱动机构。
[0033] 在本发明的其它实施例中，夹持机构和扭转驱动机构还可以不位于平台上，仅平 台上或夹持机构上传动连接有扭转驱动机构。
【权利要求】
1. 废旧锂离子电池回收用极柱去除装置，其特征在于：包括用于放置电芯的平台，平 台上设有用于固定电芯的电芯固定结构，该极柱去除装置还包括用于夹紧电池顶盖的夹持 机构，平台和/或夹持机构传动连接有驱动平台和夹持机构相对旋转以拧掉电池顶盖的扭 转驱动机构。
2. 根据权利要求1所述的废旧锂离子电池回收用极柱去除装置，其特征在于：所述扭 转驱动机构的转动轴线与被处理的电池顶盖的中心轴线重合。
3. 根据权利要求1所述的废旧锂离子电池回收用极柱去除装置，其特征在于：所述扭 转驱动机构为往复式扭转驱动机构。
4. 根据权利要求3所述的废旧锂离子电池回收用极柱去除装置，其特征在于：所述往 复扭转驱动机构为摆动液压缸。
5. 根据权利要求1所述的废旧锂离子电池回收用极柱去除装置，其特征在于：仅夹持 机构传动连接有所述扭转驱动机构，所述平台上开设有供夹持机构摆动的让位槽。
6. 根据权利要求5所述的废旧锂离子电池回收用极柱去除装置，其特征在于：还包括 安装架，该安装架呈C形结构，安装架包括连接板和上下或前后平行分布的两个侧板，夹持 驱动机构装配于侧板上，连接板一侧设有用于对电池顶盖定位的定位结构、另一侧与扭转 驱动机构的驱动轴相连。
7. 根据权利要求1所述的废旧锂离子电池回收用极柱去除装置，其特征在于：所述电 芯固定结构为设于平台上部的上压板。
8. 根据权利要求7所述的废旧锂离子电池回收用极柱去除装置，其特征在于：上压板 上连接有用于驱动上压板往复直线运动的直线驱动装置，直线驱动装置的驱动方向与平台 垂直。
9. 根据权利要求8所述的废旧锂离子电池回收用极柱去除装置，其特征在于：所述直 线驱动装置为压力气缸，所述压力气缸的驱动端设有浮动接头，所述上压板通过浮动接头 与压力气缸的驱动端连接。
10. 根据权利要求1-9中任一项所述的废旧锂离子电池回收用极柱去除装置，其特征 在于：所述平台上还设有用于对电芯进行导向的电芯导向槽。
【文档编号】H01M10/54GK104157923SQ201310686259
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】王楠, 常玉清, 赵世超, 李肖肖 申请人:中航锂电（洛阳）有限公司