本發(fā)明涉及廢舊電池的回收再利用，更具體地說是一種汽車用廢舊鋰離子動力電池的拆解工藝與切割分離裝置。

背景技術：

隨著新能源電動汽車及其相關產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，鋰離子動力電池作為高性能的綠色電源，產(chǎn)銷量迅速增長，應用日益廣泛。目前鋰離子動力電池的正極材料主要有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰等，其中磷酸鐵鋰(LiFePO4)由于價格低廉、循環(huán)性能好、理論比容量高(170mAh/g)、熱穩(wěn)定性能優(yōu)越、安全可靠等優(yōu)點，廣泛應用于電動車輛、混合動力電動車等領域。但是由于循環(huán)壽命有限，鋰離子動力電池大量報廢，勢必造成資源的巨大浪費和環(huán)境的嚴重污染。因此回收利用廢舊磷酸鐵鋰動力電池可以節(jié)約資源、保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，具有重要意義。

目前，廢舊鋰離子動力電池的回收方法有物理法和化學法。無論采用哪種方法，都需要對廢舊鋰電池進行拆解作為預處理。例如廢舊磷酸鐵鋰電池片是由外部鋁殼封裝的，目前采用手工拆解方法或借助電鋸等常用機械設備進行切割，將鋁殼切開，實現(xiàn)內部電芯和鋁殼分離。雖然拆解工藝簡單易行，但是廢舊鋰電池的裝夾、切割、拆解與分離等步驟基本靠人工操作完成，因此不僅人工成本較高、回收效率低下，而且危險系數(shù)大、不能滿足大規(guī)?；厥盏漠a(chǎn)業(yè)化需求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術所存在的不足，提供一種成本低、效率高、安全性好的廢廢舊鋰離子動力電池的切割分離裝置，以滿足大規(guī)模拆解工藝需要，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

本發(fā)明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發(fā)明廢舊鋰離子動力電池的切割分離裝置的結構特點是：

在線體的臺面上沿線體縱向設置一對平行導軌，配套設置的運載小車支承在平行導軌上，并能沿平行導軌行進；

所述運載小車是在小車平臺上、位于兩側邊分別設置夾具，小車平臺的寬度小于廢舊鋰離子動力電池的長度，將所述廢舊鋰離子動力電池利用夾具夾裝在小車平臺上，使廢舊鋰離子動力電池的兩端頭均凸出于小車平臺的側邊，以利切割；

沿所述線體設置有三個工位，所述三個工位順著運載小車的走向依次是裝夾位、切割位和分離位；

在所述裝夾位上，位于線體一側設置定位機構，利用定位機構使廢舊鋰離子動力電池在小車平臺上獲得橫向定位，并完成裝夾；

在所述切割位上，位于線體兩側對稱設置切割機構，所述切割機構是采用圓形鋸刀片，由主軸電機驅動旋轉，同時沿縱向直線進給實現(xiàn)對廢舊鋰離子動力電池兩端頭的切割；

在所述分離位上，位于線體的一側設置分離機構，所述分離機構具有可橫向移動的推桿，利用推桿將廢舊鋰離子動力電池中的電芯進行橫向推移，實現(xiàn)廢舊鋰離子動力電池中電芯與鋁殼的分離。

本發(fā)明廢舊鋰離子動力電池的切割分離裝置的結構特點也在于：所述定位機構是在定位支架上利用角鐵固定安裝一對豎向定位銷，使廢舊鋰離子動力電池的一端抵于豎向定位銷獲得橫向定位；所述角鐵是利用角鐵通槽和角鐵螺栓緊固在定位支架上，設置所述角鐵通槽是為橫向長槽，利用橫向長槽能夠使豎向定位銷調整在設定的橫向位置上。

本發(fā)明廢舊鋰離子動力電池的切割分離裝置的結構特點也在于：所述切割機構是在位于線體兩側的底座上安裝縱向滑臺，另有橫向滑臺設置在所述縱向滑臺上，縱向進給電機用于驅動橫向滑臺沿縱向滑臺移動，實現(xiàn)圓形鋸刀片的縱向進給；橫向進給電機用于驅動主軸箱沿橫向滑臺移動，實現(xiàn)圓形鋸刀片的橫向進給；主軸電機與主軸箱共同設置在橫向滑臺上，主軸電機通過主軸箱驅動圓形鋸刀片高速旋轉。

本發(fā)明廢舊鋰離子動力電池的切割分離裝置的結構特點也在于：所述分離機構是在位于線體一側的支撐平臺上固定安裝氣缸，所述推桿固定設置在氣缸的活塞桿桿端，利用氣缸驅動推桿的橫向推移。

本發(fā)明廢舊鋰離子動力電池的切割分離裝置的結構特點也在于：在所述小車平臺上，位于廢舊鋰離子動力電池的背側邊設置有圓柱銷，使裝夾在小車平臺上的廢舊鋰離子動力電池的背側邊抵于圓柱銷獲得縱向定位。

本發(fā)明廢舊鋰離子動力電池的切割分離裝置的結構特點也在于：一次裝夾在小車平臺上的多片廢舊鋰離子動力電池為相同尺寸，相同尺寸的多片廢舊鋰離子動力電池以一端抵于一對豎向定位銷獲得端部定位，并以背側邊抵于圓柱銷實現(xiàn)側邊定位。

本發(fā)明廢舊鋰離子動力電池的切割分離裝置的結構特點也在于：在所述分離位中，位于線體的兩側分別設置有限位機構，所述限位機構是在限位支架上利用限位座安裝有限位銷，裝夾在小車平臺上的廢舊鋰離子動力電池是以前側邊抵于限位銷獲得限位；所述限位座是利用限位座通槽和限位座螺栓緊固在限位支架上，所述限位座通槽為縱向長槽，利用縱向長槽能夠調整限位銷的縱向位置。

本發(fā)明廢舊鋰離子動力電池的切割分離裝置的結構特點也在于：針對呈長方形的廢舊鋰離子動力電池，在所述夾具上設置平板狀浮動壓塊，利用所述平板狀浮動壓塊實現(xiàn)對廢舊鋰離子動力電池的壓裝。

本發(fā)明廢舊鋰離子動力電池的切割分離裝置的結構特點也在于：針對圓柱狀廢舊鋰離子動力電池，在所述夾具上設置浮動V形塊，并有與所述浮動V形塊處在相應位置上的固定V形塊，利用所述浮動V形塊和固定V形塊對所述圓柱狀廢舊鋰離子動力電池以上下合抱的形式形成夾持。

本發(fā)明能夠用于實現(xiàn)廢舊鋰離子動力電池成批量的切割拆解，適用于磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰、鈷酸鋰、三元材料等多種鋰電池的拆解回收，能夠滿足大規(guī)?；厥盏漠a(chǎn)業(yè)化需求。本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明采用流水線的形式布置裝夾位、切割位和分離位，整個工序順暢，能夠滿足大規(guī)模回收的產(chǎn)業(yè)化需求，實現(xiàn)自動化作業(yè)。

2、本發(fā)明利用小車平臺一次夾裝多片磷酸鐵鋰電池，切割方向與位置準確，效率高；能夠滿足多種不同規(guī)格尺寸的動力電池的需求；

3、本發(fā)明中切割和分離過程安全可靠，危害性很小；

附圖說明

圖1為本發(fā)明中廢舊鋰離子動力電池切割分離裝置的主視示意圖；

圖2是本發(fā)明中廢舊鋰離子動力電池切割分離裝置的俯視示意圖；

圖3為本發(fā)明中用于裝夾長方形廢舊鋰離子動力電池的夾具結構示意圖；

圖4為本發(fā)明中用于裝夾圓柱形廢舊鋰離子動力電池的夾具結構示意圖；

圖中標號：1定位機構；2夾具；3定位支架；4角鐵；5角鐵通槽；6角鐵螺栓；7豎向定位銷；8廢舊鋰離子動力電池；9小車平臺；10圓柱銷；11壓板；12平板狀浮動壓塊；13彈簧；14螺桿；15壓緊螺母；16平行導軌；17滾輪；18鎖緊螺母；19切割機構；20底座；21縱向滑臺；22縱向進給電機；23橫向滑臺；24橫向進給電機；25主軸箱；26圓形鋸刀片；27主軸電機；28限位機構；29限位支架；30限位座；31限位座通槽；32限位座螺栓；33限位銷；34支撐平臺；35氣缸；36推桿；37儲存箱；38切割標志線；39鎖定螺母；40球面墊圈；41圓柱狀廢舊鋰離子動力電池；42浮動V形塊；43固定V形塊。

具體實施方式

本實施例中廢舊鋰離子動力電池的切割分離裝置的結構設置為：

如圖1和圖2所示，在線體的臺面上沿線體縱向設置一對平行導軌16，配套設置的運載小車支承在平行導軌16上，并能沿平行導軌16行進；運載小車是在小車平臺9上、位于兩側邊分別設置夾具2，設置小車平臺9的寬度小于廢舊鋰離子動力電池8的長度，將廢舊鋰離子動力電池8利用夾具2壓裝在小車平臺9上，使廢舊鋰離子動力電池8的兩端頭分別凸出于小車平臺9的側邊，預留切割空間以利切割；沿線體設置有三個工位，三個工位順著運載小車的走向依次是裝夾位、切割位和分離位。

如圖1、圖2所示，在裝夾位上，位于線體一側設置定位機構1，利用定位機構1使廢舊鋰離子動力電池8在小車平臺上獲得橫向定位，并完成裝夾；為了避免切割到內部電芯，在廢舊鋰離子動力電池8的兩端作出切割標志線38，用作調整定位機構1的參考線。

如圖1和圖2所示，在切割位上，位于線體兩側對稱設置切割機構19，切割機構19是采用圓形鋸刀片26，由主軸電機27驅動旋轉，同時沿縱向直線進給實現(xiàn)對廢舊鋰離子動力電池8兩端頭的切割；在分離位上，位于線體的一側設置分離機構，分離機構具有可橫向移動的推桿36，利用推桿36將廢舊鋰離子動力電池8中的電芯進行橫向推移，實現(xiàn)廢舊鋰離子動力電池8中電芯與鋁殼的分離。

具體實施中，相應的結構設置也包括：

如圖1和圖2所示，定位機構1是在定位支架3上利用角鐵4固定安裝一對豎向定位銷7，使廢舊鋰離子動力電池8的一端抵于豎向定位銷7獲得橫向定位；角鐵4是利用角鐵通槽5和角鐵螺栓6緊固在定位支架3上，設置角鐵通槽5是為橫向長槽，利用橫向長槽能夠使豎向定位銷7調整在設定的橫向位置上。

如圖1和圖2所示，切割機構19是在位于線體兩側的底座20上安裝縱向滑臺21，另有橫向滑臺23設置在縱向滑臺21上，縱向進給電機22用于驅動橫向滑臺23沿縱向滑臺21移動，實現(xiàn)圓形鋸刀片26的縱向進給；橫向進給電機24用于驅動主軸箱25沿橫向滑臺23移動，實現(xiàn)圓形鋸刀片26的橫向進給；主軸電機27與主軸箱25共同設置在橫向滑臺23上，主軸電機27通過主軸箱25驅動圓形鋸刀片26高速旋轉。

如圖1和圖2所示，分離機構是在位于線體一側的支撐平臺34上固定安裝氣缸35，推桿36固定設置在氣缸35的活塞桿桿端，利用氣缸35驅動推桿36的橫向推移，由推桿36推動被切割后的廢舊鋰離子動力電池的內部電芯，使電芯與鋁殼體分離，并落料在側部儲存箱37中，如果不能完全分離，可以輔助使用虎鉗等工具將電芯從鋁殼體中取出。

如圖1和圖2所示，在小車平臺9上，位于廢舊鋰離子動力電池8的背側邊設置有圓柱銷10，使裝夾在小車平臺9上的廢舊鋰離子動力電池8的背側邊抵于圓柱銷10獲得縱向定位，廢舊鋰離子動力電池8有兩個側邊，縱向定位所用的背側邊是指背著小車平臺9走向的一側。

如圖1和圖2所示，一次裝夾在小車平臺9上的多片廢舊鋰離子動力電池8為相同尺寸，相同尺寸的多片廢舊鋰離子動力電池8以一端抵于一對豎向定位銷7獲得端部定位，并以一側邊抵于圓柱銷10實現(xiàn)側邊定位。

如圖1和圖2所示，在分離位中，位于線體的兩側分別設置有限位機構28，限位機構28是在限位支架29上利用限位座30安裝有限位銷33，裝夾在小車平臺上的廢舊鋰離子動力電池8是以前側邊抵于限位銷33獲得限位；在限位座30是利用限位座通槽31和限位座螺栓32緊固在限位支架29上，設置限位座通槽31為縱向長槽，利用縱向長槽能夠調整限位銷33在設定的縱向位置上。

小車平臺9可以采用手動、電動或鏈傳動等多種傳動方式，本實施例中采用手動操作，小車平臺9的底部安裝滾輪17，利用滾輪17在平行導軌16上滾動行走，在小車平臺9沿著平行導軌16運動到切割位置時，通過平行導軌16兩側的鎖緊螺母18將小車平臺9鎖緊；當切割完成后，小車平臺9運動到平行導軌兩側的限位機構28時獲得阻擋而停止。

如圖3所示，針對呈長方形的廢舊鋰離子動力電池8，在夾具2上設置平板狀浮動壓塊12，利用平板狀浮動壓塊12實現(xiàn)對廢舊鋰離子動力電池8的壓裝。

如圖4所示，針對圓柱狀廢舊鋰離子動力電池41，在夾具2上設置浮動V形塊42，并有與浮動V形塊42處在相應位置上的固定V形塊43，利用浮動V形塊42和固定V形塊43對圓柱狀廢舊鋰離子動力電池41以上下合抱的形式形成夾持。

如圖3和圖4示出，夾具2中的螺桿14高度可調，完成調整之后由鎖定螺母39鎖定；螺桿14上套有彈簧13，用于支撐壓板11；平板狀浮動壓塊12和浮動V形塊42可更換地安裝在壓板11上，兩個壓緊點位置分別靠近廢舊鋰離子動力電池的兩個端頭；壓緊螺母15壓裝在球面墊圈40上，用于鎖緊壓板11。

廢舊磷酸鐵鋰電池內部電芯與鋁殼體之間存在有一定間隙，因此夾具的夾緊力應該合適，以免鋁殼體變形。

本發(fā)明適用于磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元材料等多種鋰電池的拆解回收，在進行拆解之前，必須利用對電池進行放電處理，使其充分放電，以保證拆解過程安全。