CN109037818A - 一种钛酸锂负极材料回收分割装置及其分割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钛酸锂负极材料回收分割装置，包括安装板，所述安装板下部两端均固定安装有轨道箱，所述轨道箱两侧外壁上开设有轨道槽，所述轨道槽内滑动安装有滑块，两个所述滑块之间固定连接有轮轴，所述轮轴上固定安装有轮毂电机，所述轮毂电机外部固定套装有小外齿圈；所述轨道箱内侧底面上固定安装有与所述小外齿圈啮合连接的齿条。有益效果在于：本发明所述的一种钛酸锂负极材料回收分割装置及其分割方法能够实现自动对钛酸锂电池进行分割拆解，无需手工分割，省时省力，分割拆解速度快，效率高，操作简便，实用性好，有效节省人力成本。

Description

一种钛酸锂负极材料回收分割装置及其分割方法

技术领域

本发明涉及钛酸锂电池领域，具体涉及一种钛酸锂负极材料回收分割装置及其分割方法。

背景技术

钛酸锂电池在充放电过程中因其不发生结构改变，因此被称为“零应变” 材料，其具有非常优良的循环性能；充放电平台高达1.55V(vs Li+)，因此被广泛用作锂离子负极材料。但是，随着钛酸锂电池用量的急速增加，相应报废的钛酸锂电池也逐年大幅度增加。废旧的钛酸锂电池中含有大量的有价金属，其中包括钛、锂、铝等金属元素，若能回收不但可以产生巨大的经济效益，而且减少了对环境的污染、节约资源、降低能耗，同时也可实现电池行业的可出续发展。

但是，由于钛酸锂电池是固态电池，其内部有多片正极极片和负极极片，因此不能直接将钛酸锂电池截断进行拆分，否则容易将正极极片和负极极片割断，导致后续还需要进行二次拆分，因此必须先将钛酸锂电池外部的密封圈割断，然后将正极端和负极端向相反的方向拉动，从而带动内部的多片正极极片和负极极片相互分离，直至将正极和负极彻底分开为止，然而目前市场上还没有一种能够自动分割拆解钛酸锂电池的装置，导致钛酸锂电池的分割拆解需要依靠人工进行，这不仅费时费力，而且拆解分割速度慢，效率低，实用性差，同时需要耗费高昂的人力成本。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种钛酸锂负极材料回收分割装置及其分割方法，以解决现有技术中传统的钛酸锂电池拆解分割只能依靠手动进行，分割拆解速度慢，效率低，费时费力，实用性不强，而且人力成本花费较大等问题。本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案能够实现自动对钛酸锂电池进行分割拆解，无需手工分割，省时省力，分割拆解速度快，效率高，操作简便，实用性好，有效节省人力成本等技术效果，详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种钛酸锂负极材料回收分割装置，包括安装板，所述安装板下部两端均固定安装有轨道箱，所述轨道箱两侧外壁上开设有轨道槽，所述轨道槽内滑动安装有滑块，两个所述滑块之间固定连接有轮轴，所述轮轴上固定安装有轮毂电机，所述轮毂电机外部固定套装有小外齿圈；所述轨道箱内侧底面上固定安装有与所述小外齿圈啮合连接的齿条；

两根所述轮轴之间滚动连接有安装杆，所述安装杆下端固定安装有多个分割器，每个所述分割器内均插接有一节锂电池，所述锂电池竖直安装在输送带上；所述输送带上方布置有与所述轨道箱固定连接的输送机；

所述分割器包括与所述安装杆固定连接的顶盖、固定安装在所述顶盖外侧壁上的切割电机、竖直固定安装在所述顶盖下端的多级伸缩气缸和固定安装在所述多级伸缩气缸下端的下固定圈；所述切割电机上安装有主动齿轮，所述主动齿轮侧面啮合连接有中间齿轮，所述顶盖内壁上开设有用于安装所述中间齿轮的布置通孔，所述顶盖内部设置有与所述中间齿轮啮合连接的大外齿圈，所述大外齿圈上下端面上开设有圆环槽，所述顶盖内壁上固定安装有滚动卡接在所述圆环槽内的定位卡环；所述大外齿圈内壁上固定安装有电液推杆一，所述电液推杆一的推杆头上安装有切割刀，所述切割刀上方的所述顶盖内壁上固定安装有上固定圈，所述上固定圈内壁上固定安装有电液推杆二；所述下固定圈内壁上固定安装有电液推杆三。

作为优选，所述轨道箱的形状包括L型、斜直线型；

其中，所述轨道槽以及所述齿条的形状与所述轨道箱的形状相同。

作为优选，所述输送带上固定安装有电池座；

其中，所述锂电池固定安装在所述电池座上。

作为优选，所述锂电池数量有多个；

其中，多个所述分割器和多节所述锂电池分别在所述安装杆和所述输送带上呈矩形阵列分布；

其中，每一列所述分割器的数量和每一列所述锂电池的数量相等。

作为优选，所述下固定圈上竖直固定安装有多根与所述顶盖下端面固定连接的伸缩杆。

作为优选，所述电液推杆三和所述电液推杆二数量均有多个，且分别在所述下固定圈和所述上固定圈内壁上呈环形阵列分布；

其中，每个所述电液推杆三和所述电液推杆二的推杆头上均套设有防滑块。

作为优选，所述切割电机、所述电液推杆一以及所述多级伸缩气缸数量均有多个，且分别在所述顶盖外壁上、所述大外齿圈内壁上以及所述下固定圈上呈环形阵列分布。

一种钛酸锂负极材料回收分割方法，使用权利要求1-7任意一项所述的钛酸锂负极材料回收分割装置执行以下步骤：

步骤一：将待回收分割的锂电池安装到输送带上的电池座上，然后控制所述输送带转动带动所述锂电池移动；

步骤二：当一列所述锂电池移动到轨道箱正下方时，控制所述输送带停止移动，同时启动轮毂电机带动所述小外齿圈旋转，所述小外齿圈旋转带动安装杆和分割器下降并套在所述锂电池上；

步骤三：控制电液推杆二和电液推杆三转动推动防滑块夹紧所述锂电池，然后启动切割电机，通过主动齿轮、中间齿轮带动大外齿圈旋转，所述大外齿圈旋转带动切割刀旋转，与此同时，控制电液推杆一转动推动所述切割刀向所述锂电池靠近，直至所述切割刀扎入所述锂电池内，然后所述切割刀旋转将所述锂电池的密封圈切断，此时，所述锂电池的正极端以及固定连接在正极端下端的正极极片被所述电液推杆二夹紧固定住，所述锂电池的负极端以及连接在所述负极端上的壳体和负极极片则被所述电液推杆三夹紧固定住；

步骤四：启动所述轮毂电机带动所述安装杆上升，同时控制多级伸缩气缸推动顶盖随所述安装杆同步上升，而下固定圈仍原地不动，直至所述锂电池的正极端以及固定连接在正极端下端的正极极片与所述锂电池的负极端以及连接在负极端上的壳体和负极极片分离，之后，控制所述电液推杆三转动松开所述锂电池的负极端，所述下固定圈随所述顶盖一起上升并沿着所述轨道槽上升至输送机正上方，然后控制所述电液推杆一和所述电液推杆二转动松开所述锂电池的正极端，所述锂电池的正极端便落到所述输送机上被所述输送机送走，而所述输送带上的所述锂电池的负极端则在所述输送带的带动下继续移动从所述轨道箱下方移走，直至下一列所述锂电池移动至所述轨道箱下方再重新控制所述输送带停止转动。

有益效果在于：本发明所述的一种钛酸锂负极材料回收分割装置及其分割方法能够实现自动对钛酸锂电池进行分割拆解，无需手工分割，省时省力，分割拆解速度快，效率高，操作简便，实用性好，有效节省人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的右视图；

图3是本发明的图1的剖视图；

图4是本发明的图1的局部放大图；

图5是本发明的分割器的内部结构图。

附图标记说明如下：

1、安装板；2、轨道箱；3、轨道槽；4、齿条；5、小外齿圈；6、轮毂电机；7、轮轴；8、滑块；9、安装杆；10、分割器；11、锂电池；12、输送带；13、输送机；14、电池座；15、顶盖；16、切割电机；17、主动齿轮；18、中间齿轮；19、大外齿圈；20、圆环槽；21、定位卡环；22、电液推杆一；23、切割刀；24、上固定圈；25、电液推杆二；26、防滑块；27、多级伸缩气缸；28、下固定圈；29、电液推杆三；30、布置通孔；31、伸缩杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图5所示，本发明提供的一种钛酸锂负极材料回收分割装置，包括安装板1，安装板1用于将两个轨道箱2固定悬挂起来，安装板1下部两端均固定安装有轨道箱2，轨道箱2用于轮毂电机6带动小外齿圈5旋转滚动，轨道箱2两侧外壁上开设有轨道槽3，轨道槽3用于滑块8上下滑动带动分割器10上下移动，轨道槽3内滑动安装有滑块8，两个滑块8之间固定连接有轮轴7，轮轴7上固定安装有轮毂电机6，轮毂电机6用于驱动小外齿圈5旋转，轮毂电机6外部固定套装有小外齿圈5；轨道箱2内侧底面上固定安装有与小外齿圈5啮合连接的齿条4，齿条4能够使小外齿圈5转动时带动轮毂电机6上下移动；

两根轮轴7之间滚动连接有安装杆9，安装杆9用于安装固定多个分割器10，安装杆9下端固定安装有多个分割器10，分割器10用于罩在锂电池11上对锂电池11进行分割，每个分割器10内均插接有一节锂电池11，锂电池11竖直安装在输送带12上，输送带12用于将大量的锂电池11输送至分割器10下方进行分割；输送带12上方布置有与轨道箱2固定连接的输送机13，输送机13用于将分割后的锂电池11正极端输送走；

分割器10包括与安装杆9固定连接的顶盖15、固定安装在顶盖15外侧壁上的切割电机16、竖直固定安装在顶盖15下端的多级伸缩气缸27和固定安装在多级伸缩气缸27下端的下固定圈28，多级伸缩气缸27用于带动下固定圈28上下移动，下固定圈28用于固定锂电池11的负极端；切割电机16上安装有主动齿轮17，主动齿轮17侧面啮合连接有中间齿轮18，顶盖15内壁上开设有用于安装中间齿轮18的布置通孔30，顶盖15内部设置有与中间齿轮18啮合连接的大外齿圈19，切割电机16转动通过主动齿轮17和中间齿轮18带动大外齿圈19旋转，从而带动切割刀23旋转切割锂电池11，大外齿圈19上下端面上开设有圆环槽20，圆环槽20用于支撑安装大外齿圈19，顶盖15内壁上固定安装有滚动卡接在圆环槽20内的定位卡环21；大外齿圈19内壁上固定安装有电液推杆一22，电液推杆一22用于推动切割刀23扎入锂电池11内，电液推杆一22的推杆头上安装有切割刀23，切割刀23上方的顶盖15内壁上固定安装有上固定圈24，上固定圈24内壁上固定安装有电液推杆二25，电液推杆二25用于固定锂电池11的正极端；下固定圈28内壁上固定安装有电液推杆三29。

作为可选的实施方式，轨道箱2的形状包括L型、斜直线型，这样设计，分割器10都能够上升移动至输送机13的正上方；

其中，轨道槽3以及齿条4的形状与轨道箱2的形状相同，这样设计，保证轮毂电机6能够在轨道箱2内可靠移动。

输送带12上固定安装有电池座14；

其中，锂电池11固定安装在电池座14上，电池座14能够保证锂电池11竖直可靠的固定在输送带12上，防止输送过程中，锂电池11倾倒或滚动。

锂电池11数量有多个；

其中，多个分割器10和多节锂电池11分别在安装杆9和输送带12上呈矩形阵列分布；

其中，每一列分割器10的数量和每一列锂电池11的数量相等，这样设计，分割器10每次下降时能够对一列锂电池11同时进行分割作业，故分割速度和效率比传统的人工手动分割大幅提升，实用性好。

下固定圈28上竖直固定安装有多根与顶盖15下端面固定连接的伸缩杆31，伸缩杆31用于保证下固定圈28能够竖直上下移动。

电液推杆三29和电液推杆二25数量均有多个，且分别在下固定圈28和上固定圈24内壁上呈环形阵列分布；

其中，每个电液推杆三29和电液推杆二25的推杆头上均套设有防滑块26，这样设计，可保证锂电池11被可靠夹紧，有效防止锂电池11滑滚。

切割电机16、电液推杆一22以及多级伸缩气缸27数量均有多个，且分别在顶盖15外壁上、大外齿圈19内壁上以及下固定圈28上呈环形阵列分布。

一种钛酸锂负极材料回收分割方法，使用权利要求1-7任意一项的钛酸锂负极材料回收分割装置执行以下步骤：

步骤一：将待回收分割的锂电池11安装到输送带12上的电池座14上，然后控制输送带12转动带动锂电池11移动；

步骤二：当一列锂电池11移动到轨道箱2正下方时，控制输送带12停止移动，同时启动轮毂电机6带动小外齿圈5旋转，小外齿圈5旋转带动安装杆9和分割器10下降并套在锂电池11上；

步骤三：控制电液推杆二25和电液推杆三29转动推动防滑块26夹紧锂电池11，然后启动切割电机16，通过主动齿轮17、中间齿轮18带动大外齿圈19旋转，大外齿圈19旋转带动切割刀23旋转，与此同时，控制电液推杆一22转动推动切割刀23向锂电池11靠近，直至切割刀23扎入锂电池11内，然后切割刀23旋转将锂电池11的密封圈切断，此时，锂电池11的正极端以及固定连接在正极端下端的正极极片被电液推杆二25夹紧固定住，锂电池11的负极端以及连接在负极端上的壳体和负极极片则被电液推杆三29夹紧固定住；

步骤四：启动轮毂电机6带动安装杆9上升，同时控制多级伸缩气缸27推动顶盖15随安装杆9同步上升，而下固定圈28仍原地不动，直至锂电池11的正极端以及固定连接在正极端下端的正极极片与锂电池11的负极端以及连接在负极端上的壳体和负极极片分离，之后，控制电液推杆三29转动松开锂电池11的负极端，下固定圈28随顶盖15一起上升并沿着轨道槽3上升至输送机13正上方，然后控制电液推杆一22和电液推杆二25转动松开锂电池11的正极端，锂电池11的正极端便落到输送机13上被输送机13送走，而输送带12上的锂电池11的负极端则在输送带12的带动下继续移动从轨道箱2下方移走，直至下一列锂电池11移动至轨道箱2下方再重新控制输送带12停止转动。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种钛酸锂负极材料回收分割装置，包括安装板（1），其特征在于：所述安装板（1）下部两端均固定安装有轨道箱（2），所述轨道箱（2）两侧外壁上开设有轨道槽（3），所述轨道槽（3）内滑动安装有滑块（8），两个所述滑块（8）之间固定连接有轮轴（7），所述轮轴（7）上固定安装有轮毂电机（6），所述轮毂电机（6）外部固定套装有小外齿圈（5）；所述轨道箱（2）内侧底面上固定安装有与所述小外齿圈（5）啮合连接的齿条（4）；

两根所述轮轴（7）之间滚动连接有安装杆（9），所述安装杆（9）下端固定安装有多个分割器（10），每个所述分割器（10）内均插接有一节锂电池（11），所述锂电池（11）竖直安装在输送带（12）上；所述输送带（12）上方布置有与所述轨道箱（2）固定连接的输送机（13）；

所述分割器（10）包括与所述安装杆（9）固定连接的顶盖（15）、固定安装在所述顶盖（15）外侧壁上的切割电机（16）、竖直固定安装在所述顶盖（15）下端的多级伸缩气缸（27）和固定安装在所述多级伸缩气缸（27）下端的下固定圈（28）；所述切割电机（16）上安装有主动齿轮（17），所述主动齿轮（17）侧面啮合连接有中间齿轮（18），所述顶盖（15）内壁上开设有用于安装所述中间齿轮（18）的布置通孔（30），所述顶盖（15）内部设置有与所述中间齿轮（18）啮合连接的大外齿圈（19），所述大外齿圈（19）上下端面上开设有圆环槽（20），所述顶盖（15）内壁上固定安装有滚动卡接在所述圆环槽（20）内的定位卡环（21）；所述大外齿圈（19）内壁上固定安装有电液推杆一（22），所述电液推杆一（22）的推杆头上安装有切割刀（23），所述切割刀（23）上方的所述顶盖（15）内壁上固定安装有上固定圈（24），所述上固定圈（24）内壁上固定安装有电液推杆二（25）；所述下固定圈（28）内壁上固定安装有电液推杆三（29）。

2.根据权利要求1所述的一种钛酸锂负极材料回收分割装置，其特征在于：所述轨道箱（2）的形状包括L型、斜直线型；

其中，所述轨道槽（3）以及所述齿条（4）的形状与所述轨道箱（2）的形状相同。

3.根据权利要求1所述的一种钛酸锂负极材料回收分割装置，其特征在于：所述输送带（12）上固定安装有电池座（14）；

其中，所述锂电池（11）固定安装在所述电池座（14）上。

4.根据权利要求1所述的一种钛酸锂负极材料回收分割装置，其特征在于：所述锂电池（11）数量有多个；

其中，多个所述分割器（10）和多节所述锂电池（11）分别在所述安装杆（9）和所述输送带（12）上呈矩形阵列分布；

其中，每一列所述分割器（10）的数量和每一列所述锂电池（11）的数量相等。

5.根据权利要求1所述的一种钛酸锂负极材料回收分割装置，其特征在于：所述下固定圈（28）上竖直固定安装有多根与所述顶盖（15）下端面固定连接的伸缩杆（31）。

6.根据权利要求1所述的一种钛酸锂负极材料回收分割装置，其特征在于：所述电液推杆三（29）和所述电液推杆二（25）数量均有多个，且分别在所述下固定圈（28）和所述上固定圈（24）内壁上呈环形阵列分布；

其中，每个所述电液推杆三（29）和所述电液推杆二（25）的推杆头上均套设有防滑块（26）。

7.根据权利要求1所述的一种钛酸锂负极材料回收分割装置，其特征在于：所述切割电机（16）、所述电液推杆一（22）以及所述多级伸缩气缸（27）数量均有多个，且分别在所述顶盖（15）外壁上、所述大外齿圈（19）内壁上以及所述下固定圈（28）上呈环形阵列分布。

8.一种钛酸锂负极材料回收分割方法，其特征在于：使用权利要求1-7任意一项所述的钛酸锂负极材料回收分割装置执行以下步骤：

步骤一：将待回收分割的锂电池（11）安装到输送带（12）上的电池座（14）上，然后控制所述输送带（12）转动带动所述锂电池（11）移动；

步骤二：当一列所述锂电池（11）移动到轨道箱（2）正下方时，控制所述输送带（12）停止移动，同时启动轮毂电机（6）带动所述小外齿圈（5）旋转，所述小外齿圈（5）旋转带动安装杆（9）和分割器（10）下降并套在所述锂电池（11）上；

步骤三：控制电液推杆二（25）和电液推杆三（29）转动推动防滑块（26）夹紧所述锂电池（11），然后启动切割电机（16），通过主动齿轮（17）、中间齿轮（18）带动大外齿圈（19）旋转，所述大外齿圈（19）旋转带动切割刀（23）旋转，与此同时，控制电液推杆一（22）转动推动所述切割刀（23）向所述锂电池（11）靠近，直至所述切割刀（23）扎入所述锂电池（11）内，然后所述切割刀（23）旋转将所述锂电池（11）的密封圈切断，此时，所述锂电池（11）的正极端以及固定连接在正极端下端的正极极片被所述电液推杆二（25）夹紧固定住，所述锂电池（11）的负极端以及连接在所述负极端上的壳体和负极极片则被所述电液推杆三（29）夹紧固定住；

步骤四：启动所述轮毂电机（6）带动所述安装杆（9）上升，同时控制多级伸缩气缸（27）推动顶盖（15）随所述安装杆（9）同步上升，而下固定圈（28）仍原地不动，直至所述锂电池（11）的正极端以及固定连接在正极端下端的正极极片与所述锂电池（11）的负极端以及连接在负极端上的壳体和负极极片分离，之后，控制所述电液推杆三（29）转动松开所述锂电池（11）的负极端，所述下固定圈（28）随所述顶盖（15）一起上升并沿着所述轨道槽（3）上升至输送机（13）正上方，然后控制所述电液推杆一（22）和所述电液推杆二（25）转动松开所述锂电池（11）的正极端，所述锂电池（11）的正极端便落到所述输送机（13）上被所述输送机（13）送走，而所述输送带（12）上的所述锂电池（11）的负极端则在所述输送带（12）的带动下继续移动从所述轨道箱（2）下方移走，直至下一列所述锂电池（11）移动至所述轨道箱（2）下方再重新控制所述输送带（12）停止转动。