发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种废旧锂电池外壳的自动回收系统及其使用方法，本发明提供的自动回收系统运行过程结构简单，自动化程度高、切割速度快、拆解效率高、装置制造成本低且维护要求低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种废旧锂电池外壳的自动回收系统，所述的自动回收系统包括传输单元、分离单元和切割单元。

所述的传输单元连接分离单元，所述的传输单元用于将锂电池传送至分离单元。

所述的分离单元包括传送组件以及与传送组件水平连接的传动机构，所述的传送组件用于接收输送装置传送的锂电池，所述的传送组件在传动机构的驱动下水平移动。

所述的切割单元包括推杆、驱动装置和切削刀具，所述的推杆与驱动装置传动连接，所述的推杆穿设于传送组件中，所述的切削刀具固定于传送组件的出口端，所述的传动机构驱动传送组件靠近或远离切削刀具，推杆在驱动装置的驱动下伸入传送组件并推出电池完成电池外壳的切削。

本发明提供的自动回收系统运行过程简单，具备从电池上料到电芯外壳剥离的全部功能，自动化程度高、操作便捷、集成度高、占地面积小且制造成本低，适合工业回收流水线和实验室研究，代替人工实施拆解，切割速度快，拆解效率高，有效提高回收纯度。

现有技术中采用刀具旋转切割或锂电池多方位运动设备占地面积大，由运动过程复杂导致的出错率高，设备制造采用的滑台和机械手臂造价昂贵以及维修成本高，而本发明提供的自动回收系统采用特殊结构的切削刀具可以使得锂电池即便在单一方向上运动也能完成对锂电池外壳的切割，单一方向运动有利于锂电池的自定心，完成切割任务仅需要将电池与切削头持续接触即可，并不需要连续改变切割轨迹，更利于刀具和锂电池之间的定位，有效避免了刀具对电芯的损伤，而且在极大程度上简化了切割步骤，提高了切割效率和切割稳定性，降低了切割过程中产生的噪音，还能够有效地避免在切割过程中产生粉尘，有利于保护环境。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的分离单元包括前固定板和后固定板，所述的前固定板和后固定板之间设置有定位法兰，所述的定位法兰通过杆件固定于前固定板和后固定板之间。

所述的定位法兰上设置有沿轴向平移的环形推出片，所述的定位法兰上固定有切削刀具，所述的切削刀具沿轴向开设有贯通的导出孔。

所述的定位法兰包括法兰盘以及位于法兰盘中心处的法兰轴，所述的环形推出片套设于法兰轴上并沿法兰轴平移，所述的法兰轴上固定有切削刀具。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的前固定板和定位法兰之间设置有沿轴向平移的传送组件，所述的传送组件为沿轴向贯通的空心结构。

所述的传送组件包括传送仓和传送推出片，所述的传送仓为水平设置的圆柱体，所述的传送推出片为同轴固定于圆柱体一端的圆盘；传送仓顶部开设有与传送组件内部相通的电池补位口；前固定板上开设有通孔，所述的传送仓远离传送推出片的一端穿过通孔；所述的传送推出片通过杆件与环形推出片固定连接。

在本发明中，切削刀具沿轴向开设有贯通的导出孔，导出孔用于供锂电池从其中心穿过，在锂电池穿过切削刀具的过程中，切削刀具刀刃对锂电池外壳进行切割，实现外壳和电芯的分离。利用上述刀具完成切割任务仅需要将电池与切削头持续接触即可，并不需要连续改变切割轨迹，从而不仅在极大程度上简化了切割步骤，提高了切割效率和切割稳定性，降低了切割过程中产生的噪音，还能够有效地避免在切割过程中产生粉尘，有利于保护环境。

需要说明的是，本发明对切削刀具的结构并未进行具体限定和特殊要求，可选地，采用CN207997029U公开的一种剥离圆柱形电池外壳的刀具，具体包括相互连接的刀座和切削头，切削头包括不少于两个的刀柱，刀柱的顶部设置有切削刀刃，刀柱环绕刀座的轴线设置，并形成允许电池芯通过的导出孔，导出孔贯穿刀座。在该刀具进行切削作业时，通过将电池与刀柱接触，利用切削刀刃削去电池的外壳，电池的电池芯通过导出孔。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的定位法兰与后固定板之间设置有沿轴向平移的法兰推出片，所述的法兰推出片通过杆件与环形推出片固定连接。

作为本发明一种优选的技术方案，沿锂电池的推出方向，所述的传送推出片、环形推出片和传送组件的法兰推出片之间通过杆件依次固定连接形成沿轴向平移的塔式结构。

所述的分离单元还包括动力装置，所述的动力装置输出轴穿过后固定板连接所述的法兰推出片，所述的动力装置依次驱动法兰推出片、环形推出片、传送推出片和传送仓平移。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的传送仓外侧套设有传送仓套筒，所述的传送仓套筒顶部开设有与电池补位口对应的通槽。

所述的传送推出片和环形推出片之间还套设有切割保护罩，所述的切割保护罩顶部和底部均开设通孔。

在本发明中，传送仓套筒主要用于固定传送仓的中心，防止在推杆推出锂电池的过程中，锂电池发生偏移。切割保护罩主要用于固定传送推出片和环形推出片位于同一轴线，顶部通孔用于观察切削过程，底部通孔用于供切削后的外壳落入下方收集箱。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的传输单元包括依次对接相连的振动盘、滑道和电池收集盒。

所述的电池收集盒的底部开口对接传送仓顶部的电池补位口。

需要说明的是，在本发明中，振动盘为本领域技术人员所公知的用于传输电池的进料装置，其具体结构为本领域所熟知，本发明对此不作具体限定和特殊要求，示例性地，振动盘具体包括筒状料斗、设置在筒状料斗外壁上的螺旋轨道以及用于驱动所述筒状料斗振动的驱动装置。需要明确的是，上述结构仅为对振动盘的示例性描述用于帮助本领域技术人员理解本发明的技术方案及实现方式，但并不作为对本发明的进一步限定，换言之，现有技术中已公开的其他类型振动盘或尚未公开的新技术中限定的振动盘同样适用于本发明，落入本发明的保护范围内。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的自动回收系统还包括收集单元。

所述的收集单元包括外壳收集箱和电芯收集箱，所述的外壳收集箱位于切削刀具下方，所述的外壳收集箱用于承接收集切削后的电池外壳，所述的电芯收集箱位于定位法兰与后固定板之间区域的下方，所述的电芯收集箱用于承接收集切削后的电芯。

在本发明中，随着锂电池逐步向切削刀具推进，锂电池逐渐穿过切削刀具的导出孔，经切削刀具刀刃的切削，锂电池的金属外壳被切割呈开花状，当锂电池将要被完全推出传送仓时，此时电池内芯已大部分进入切削刀具的导出孔，此时推杆停止移动并抵住锂电池尾部，传送组件再次驱动传动机构朝远离切削刀具的方向移动，已被切割呈开花状的外壳与电池电芯完全脱离，切割呈开花状的外壳顺势落入外壳收集箱内，剥除外壳的电芯落入电芯收集箱内。

所述的传输单元、分离单元、切割单元和收集单元设置于密封罩内。

所述的密封罩内还设置有尾气处理单元，所述的尾气处理单元用于处理锂电池切削过程中产生的废气和灰尘。

所述的自动回收系统还包括操作平台；所述的操作平台分为三层，所述的传输单元位于操作平台上层，所述的分离单元和切割单元位于操作平台中层，所述的收集单元和尾气处理单元位于操作平台下层。

第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的自动回收系统的使用方法，所述的使用方法包括：

传输单元将废旧锂电池有序传输至传送组件，传动机构驱动传送组件平移至切削刀具处，驱动装置驱动推杆伸入传送组件内部并推出锂电池，在锂电池推出过程中逐步穿过切削刀具的导出孔完成锂电池外壳的拆解。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的使用方法具体包括如下步骤：

(Ⅰ)振动盘将废旧锂电池送入滑道，锂电池经滑道导入电池收集盒整齐排列并逐一落入传送组件的电池补位口；

(Ⅱ)动力装置依次驱动法兰推出片、环形推出片和传送组件向切削刀具方向移动，传送组件靠近切削刀具后停止移动；

(Ⅲ)推杆在驱动装置的驱动下伸入传送组件内部并逐步推出锂电池，锂电池在推杆的推送下穿过切削刀具完成外壳的切割；

(Ⅳ)当推至锂电池尾部留在传送组件内时，推杆停止移动并抵住锂电池尾部，驱动装置驱动传送组件朝远离切削刀具的方向移动，锂电池整体推出传送组件并穿过切削刀具，外壳与电芯完全分离，分离后的外壳落入外壳收集箱，电芯落入电芯收集箱；

(Ⅴ)动力装置驱动传送组件复位，锂电池补位并重复上述步骤实现锂电池外壳的连续化切削。

在本发明中，随着锂电池逐步向切削刀具推进，锂电池逐渐穿过切削刀具的导出孔，经切削刀具刀刃的切削，锂电池的金属外壳被切割呈开花状，当锂电池将要被完全推出传送仓时，此时电池内芯已大部分进入切削刀具的导出孔，推杆停止移动并抵住锂电池尾部，传送组件再次驱动装置驱动环形推出片朝远离切削刀具的方向移动，已被切割呈开花状的外壳与电池电芯完全脱离，分别落入不同的收集箱中。

所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的自动回收系统运行过程简单，具备从电池上料到电芯外壳剥离的全部功能，自动化程度高、操作便捷、集成度高、占地面积小且制造成本低，适合工业回收流水线和实验室研究，代替人工实施拆解，切割速度快，拆解效率高，有效提高回收纯度。

(2)本发明提供的自动回收系统采用特殊结构的切削刀具可以使得锂电池在单一方向上运动也能完成对锂电池外壳的切割，单一方向运动有利于锂电池的自定心，完成切割任务仅需要将电池与切削头持续接触即可，并不需要连续改变切割轨迹，更利于刀具和锂电池之间的定位，有效避免了刀具对电芯的损伤，而且在极大程度上简化了切割步骤，提高了切割效率和切割稳定性，降低了切割过程中产生的噪音，还能够有效地避免在切割过程中产生粉尘，有利于保护环境。

(3)本发明提供的自动回收系统中各机构独立设置，方便进行维护保养及零部件的更换。本发明提供的传输单元实现了电池的有序排列并装载在电池收集盒中，确保下一工段准确的输送锂电池，降低了工人的劳动力，提高了工作效率。本发明提供的自动回收系统为密封设计，所有机构部件均设置于密封罩内部，底部设置尾气处理单元，确保外部工作环境的安全。