一种锂电池清洁放电设备及方法技术

本发明专利技术属于新能源汽车锂电池大规模批量化放电回收设备技术领域，具体涉及一种锂电池清洁放电设备，其包括：上料机构(2)、预放电机构(3)、方向转换机构(4)、传送机构(5)、竖直调整机构(6)、放电夹持下料机构(7)、夹持机械手(9)、导电剂涂抹机构(8)和锂电池收集箱(10)；所述上料机构(2)、预放电机构(3)、方向转换机构(4)、传送机构(5)、竖直调整机构(6)、放电夹持下料机构(7)、锂电池收集箱(10)依次首尾相接设置，导电剂涂抹机构(8)和夹持机械手(9)分别设于放电夹持下料机构(7)的上方；本发明专利技术的设备集上料、预放电、方向变换、二次放电、出料于一体，实现了锂电池清洁安全放电处理。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池清洁放电设备及方法
本专利技术属于新能源汽车锂电池大规模批量化放电回收设备
，特别涉及一种锂电池清洁放电设备及方法。
技术介绍
自上世纪90年代锂电池进入商业化发展阶段至今，持续着许多关于其性能升级、产业发展的研究。在我国储能、新能源汽车等产业中，锂电池的应用也非常广泛。当电池容量降低到80％以下后就不能满足动力汽车的要求。2017年，全球约报废6万吨锂电池。我国动力锂电池报废量2018年的统计数据约为3万吨，2019年预计达到6～7万吨。三元锂电池正极材料中含有锂、镍、钴、锰等几种主要金属资源的储量情况，其中镍、钴则属于我国稀缺资源，对外依存度都超过90％。锂电池不仅含有大量有价元素，其中的有毒有害物质如不妥善处理也将会对环境造成严重危害，因此，废旧锂电池回收成为当下亟待解决的热点问题。锂电池回收过程中第一步首先要解决锂电池剩余电量的安全高效释放，若不释放锂电池余电，电池回收过程中，不可避免的会出现短路而造成大量放热，进而出现爆炸等问题，引发安全事故。目前，对于锂电池的安全放电主要有两种方法：一种是物理法放电，主要是通过外接电阻或导电颗粒旋转放电，使电池中的电量转化成热能，但是，该方法放电不完全，放电后电压大幅回升，留下巨大安全隐患。另一种是化学法放电，即利用电池的正负极金属为阴极和阳极，依托电解过程来消耗电池中残余的电量，当前主要以含盐溶液作为电解质进行缓慢放电。但是，该方法放电速率慢，效率较低，且电解水易产生氢气、氧气等，存在安全隐患，产生大量的高盐含氟有机废液，处理成本较高。现有技术中尚未提出清洁安全的锂电池放电设备及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为解决现有的清洁锂电池放电的方法存在的上述缺陷，本专利技术提出了一种锂电池清洁放电设备，集上料、预放电、方向变换、二次放电、出料于一体，实现了锂电池清洁安全放电处理。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种锂电池清洁放电设备，其包括：上料机构、预放电机构、方向转换机构、传送机构、竖直调整机构、放电夹持下料机构、夹持机械手、导电剂涂抹机构和锂电池收集箱；所述上料机构、预放电机构、方向转换机构、传送机构、竖直调整机构、放电夹持下料机构、锂电池收集箱依次首尾相接设置，导电剂涂抹机构和夹持机械手分别设于放电夹持下料机构的上方，且导电剂涂抹机构设置于靠近放电夹持下料机构的一端的上方，夹持机械手设置于靠近放电夹持下料机构的另一端的上方。所述上料机构呈倒梯形状结构，其顶部的开口为入料口，其底部多个开口为出料口；入料口大于出料口；上料机构的出料口的下方设置预放电机构，且正对预放电机构的一端，预放电机构的另一端与方向转换机构相连接，用于对废旧锂电池进行预放电处理；所述上料机构的出料口与预放电机构之间还设有下料滚轮和侧挡板；下料滚轮倒放在预放电机构的一端之上，且位于上料机构的出料口的正下方；侧挡板位于下料滚轮的一侧，并固定在预放电机构的一端上，用于防止下料滚轮发生偏移，保证将多个废旧锂电池逐一、间歇有序地通过下料滚轮传送至预放电机构上。所述下料滚轮呈圆柱状结构，且其外圆周面上沿轴向开有等间距的半圆形凹槽，将下料滚轮倒放在预放电机构的一端之上，通过与外界相连的电机，驱动下料滚轮转动，将多个废旧锂电池逐一暂时存放至半圆形凹槽内，并随着下料滚轮的转动逐一输送至预放电机构上；所述侧挡板呈四分之一弧形状结构。所述预放电机构包括：第一动力源、条形传送带，以及等间距地设置在该条形传送带两侧的若干正极放电柱和负极放电柱；所述预放电机构采用恒电阻预放电；第一动力源设置在条形传送带上，废旧锂电池的正负极分别对应地安装正极放电柱和负极放电柱上。所述方向转换机构呈中空结构，且其上设有带圆柱形推杆的气缸，将沿条形传送带传送方向滚动的预放电后的废旧锂电池从预放电机构上逐一顶出，并使其沿垂直于该条形传送带的水平方向逐一传送至传送机构。所述传送机构上设有传送槽，用于将通过方向转换机构进行方向转换的废旧锂电池逐一通过传送槽水平传送至竖直调整机构。所述竖直调整机构竖直放置在放电夹持下料机构之上，其下方设有出料口，竖直调整机构内设有圆弧状落料坡，将水平传送至竖直调整机构的废旧锂电池逐一通过圆弧状落料坡转换成竖直的废旧锂电池，将竖直的废旧锂电池逐一传送至放电夹持下料机构上。所述放电夹持下料机构包括：第二动力源、传送带和若干等间距设置在传送带上的磁性圆柱体；第二动力源安装在传送带上，磁性圆柱体能够固定由竖直调整机构传送来的废旧锂电池，并通过传送带逐一传送。所述导电剂涂抹机构位于放电夹持下料机构的一端的上方，其包括：第三动力源、导电剂存放筒和设置在导电剂存放筒上的两轴机械臂；第三动力源安装在两轴机械臂上，导电剂存放筒外接气压控制器，用于在两轴机械臂的驱动和气压作用下，将存储在导电剂存放筒内的导电剂释放并滴至废旧锂电池的正负极上的短路凹槽内。所述夹持机械手位于放电夹持下料机构的另一端的上方，其包括：第四动力源、机械臂和夹持手；第四动力源设置在机械臂上，夹持手安装在机械臂上，用于夹取涂抹过导电剂的废旧锂电池，并将其放置于锂电池收集箱内。所述锂电池收集箱置于放电夹持下料机构的末端，用于存放二次放电后的废旧锂电池，并静置废旧锂电池1-3小时，完成二次放电。基于锂电池清洁放电设备，本专利技术还提供了一种锂电池清洁放电方法，该方法包括：人工将废旧锂电池摆放至上料机构的上料口处，转动下料滚轮，将废旧锂电池逐一通过下料滚轮，并传送至预放电机构上；第一动力源驱动条形传送带，废旧锂电池的正负极分别对应地安装正极放电柱和负极放电柱上，通过将每个废旧锂电池柔性串联至外置的放电装置，将每个废旧锂电池的电压降至0.5-1.5V，实现预放电；将预放电后的废旧锂电池与正极放电柱和负极放电柱断开，并逐一输送至方向转换机构；方向转换机构将沿条形传送带传送方向滚动的预放电后的废旧锂电池从预放电机构上逐一顶出，并使其沿垂直于该条形传送带的水平方向逐一传送至传送机构；将通过方向转换机构进行方向转换的废旧锂电池逐一通过传送槽水平传送至竖直调整机构；将水平传送至竖直调整机构的废旧锂电池逐一通过圆弧状落料坡转换成竖直的废旧锂电池，且竖直的废旧锂电池的负极朝下，其正极朝上，将竖直的废旧锂电池逐一传送至放电夹持下料机构上；放电夹持下料机构中的第二动力源驱动传送带运动，通过磁性圆柱体固定由竖直调整机构传送来的废旧锂电池；导电剂涂抹机构中的第三动力源驱动两轴机械臂；导电剂存放筒外接气压控制器，将存储在导电剂存放筒内的导电剂释放并滴至废旧锂电池的正负极上的短路凹槽内；所述夹持机械手的第四动力源驱动机械臂；夹持手安装在机械臂上，用于夹取涂抹过导电剂的废旧锂电池，并将其放置于锂电池收集箱内；所述锂电池收集箱存放涂抹导电剂的废旧锂电池，并静置废旧锂电池1-3小时，完成二次放电。本专利技术相比于现有技术的有益效果在于：1、本专利技术的锂电池清洁放电设备结构简单，成本较低，能够实现连续化生产，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池清洁放电设备，其特征在于，其包括：上料机构(2)、预放电机构(3)、方向转换机构(4)、传送机构(5)、竖直调整机构(6)、放电夹持下料机构(7)、夹持机械手(9)、导电剂涂抹机构(8)和锂电池收集箱(10)；/n所述上料机构(2)、预放电机构(3)、方向转换机构(4)、传送机构(5)、竖直调整机构(6)、放电夹持下料机构(7)、锂电池收集箱(10)依次首尾相接设置，导电剂涂抹机构(8)和夹持机械手(9)分别设于放电夹持下料机构(7)的上方，且导电剂涂抹机构(8)设置于靠近放电夹持下料机构(7)的一端的上方，夹持机械手(9)设置于靠近放电夹持下料机构(7)的另一端的上方。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池清洁放电设备，其特征在于，其包括：上料机构(2)、预放电机构(3)、方向转换机构(4)、传送机构(5)、竖直调整机构(6)、放电夹持下料机构(7)、夹持机械手(9)、导电剂涂抹机构(8)和锂电池收集箱(10)；
所述上料机构(2)、预放电机构(3)、方向转换机构(4)、传送机构(5)、竖直调整机构(6)、放电夹持下料机构(7)、锂电池收集箱(10)依次首尾相接设置，导电剂涂抹机构(8)和夹持机械手(9)分别设于放电夹持下料机构(7)的上方，且导电剂涂抹机构(8)设置于靠近放电夹持下料机构(7)的一端的上方，夹持机械手(9)设置于靠近放电夹持下料机构(7)的另一端的上方。


2.根据权利要求1所述的锂电池清洁放电设备，其特征在于，所述上料机构(2)呈倒梯形状结构，其顶部的开口为入料口，其底部多个开口为出料口；
上料机构(2)的出料口的下方设置预放电机构(3)，且正对预放电机构(3)的一端，预放电机构(3)的另一端与方向转换机构(4)相连接，对废旧锂电池(1)进行预放电处理；
所述上料机构(2)的出料口与预放电机构(3)之间还设有下料滚轮(1)和侧挡板(22)；下料滚轮(21)倒放在预放电机构(3)的一端之上，且位于上料机构(2)的出料口的正下方；侧挡板(22)位于下料滚轮(21)的一侧，并固定在预放电机构的一端上，将多个废旧锂电池(1)逐一、间歇有序地通过下料滚轮(21)传送至预放电机构(3)上。


3.根据权利要求2所述的锂电池清洁放电设备，其特征在于，所述下料滚轮(21)呈圆柱状结构，且其外圆周面上沿轴向开有等间距的半圆形凹槽，将下料滚轮(21)倒放在预放电机构(3)的一端之上；所述侧挡板(22)呈四分之一弧形状结构。


4.根据权利要求1所述的锂电池清洁放电设备，其特征在于，所述预放电机构(3)包括：第一动力源、条形传送带(31)，以及等间距地设置在该条形传送带(31)两侧的若干正极放电柱(32)和负极放电柱(33)；
所述预放电机构采用恒电阻预放电；第一动力源设置在条形传送带(31)上，废旧锂电池的正负极分别对应地安装正极放电柱(32)和负极放电柱(33)上。


5.根据权利要求1所述的锂电池清洁放电设备，其特征在于，所述方向转换机构(4)呈中空结构，且其上设有带圆柱形推杆的气缸，用于将沿条形传送带传送方向滚动的预放电后的废旧锂电池从预放电机构上逐一顶出，并使其沿垂直于该条形传送带的水平方向逐一传送至传送机构。


6.根据权利要求1所述的锂电池清洁放电设备，其特征在于，所述竖直调整机构(6)竖直放置在放电夹持下料机构(7)之上，其下方设有出料口，竖直调整机构(6)内设有圆弧状落料坡，将水平传送至竖直调整机构(6)的废旧锂电池逐一通过圆弧状落料坡转换成竖直的废旧锂电池，将竖直的废旧锂电池逐一...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宏斌，康飞，孙峙，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11