新能源锂电池回收生产线机器人技术创新应用淺谈(续)

 

(3）人机协同电池自动化拆解生产线

A.电池拆解生产线负责将电池包拆解成电芯模组；然后对电芯模组进行电性能检测，其中电性能合格的电芯模组进行梯次利用，不合格的电芯模组继续拆解成单体电芯；再对单体电芯进行电性能检测，其中电性能合格的单体电芯进行梯次利用，不合格的单体电芯进行处理后转运到再生利用生产线继续回收电芯正负极材料，各自动化工位配备视觉系统CCD和智能机械手。

 

B.人机协同电池自动化拆解生产线的主要生产流程如下：

 

        图8.1-4-3-b：人机协同电池自动化拆解生产线工艺流程图

C.拆解生产线从电池包拆成模组通过AGV小车运输拆解车到各个工位进行拆解的方式，而模组拆成电芯各工序的生产作业工作主要在倍速链流水线上完成，总体详细技术方案如下：

 

图8.1-4-3-c：人机协同电池自动化拆解生产线示意图

a.电池包从立体仓库出库后，先在拆解车上进行精确定位；

b.然后通过AGV运输拆解车带电池包至各个工位进行拆解工作，将电池包拆解成模组；

c.拆接下来的模组通过电性能检测后进行分类，电性能合格的模组喷码或贴码后下线储存或运输至梯次利用组装线进行组装，电性能不合格的模组继续拆解成单体电芯；

d.模组拆解成单体电芯在各个工位的运输是在倍速链输送线上进行；

e.拆解下来的单体电芯通过电性能检测后进行分类，电性能合格的电芯喷码或贴码后下线储存或运输至梯次利用组装线进行组装，电性能不合格的电芯进入再生利用生产线进行破碎回收利用；

(4)电池智能检测设备:检测设备用于对废旧电池包、拆解下来的电芯模组、拆解下来的单体电芯以及梯次利用组装好的PACK包进行充放电以及电性能检测等。

A.电芯充放电检测设备

a.主要用于单体电芯的性能试验。

b.快速判断挑选出可梯次利用电芯。

c.设备进行的测试试验内容有：电池循环寿命试验、电池容量试验、电池充电特性试验、电池放电特性试验、电池荷电保持能力试验、电池充放电效率试验、电池过充、过放速率承受能力试验等。

B.电池模组充放电检测设备:主要用于电池模组、低速车成品的性能测试。

a.快速判断拆解的电池模组的健康状态（SOH），以便确认可直接梯次利用模组；挑选值得拆解模组，挑选合适的电芯组合利用。

b.测试重新组合模组的性能。

c.设备试验内容：电池循环寿命试验、电池容量试验、电池充电特性试验、电池放电特性试验、电池荷电保持能力试验、电池充放电效率试验、电池过充、过放速率承受能力试验等。

C.电池包快速筛选评价设备

a.主要用于快速评价电池包的健康度（SOH）。

b.设备功能介绍：采用OCV，内阻，电压电流频响等手段，快速评估电池包的健康度，找出可梯次利用的模组和可能的梯次利用方案。

(5)电池模组梯次利用组装线:梯次利用组装线负责将回收拆解下来的合格单体电芯或电芯模组进行梯次利用组装成电池包。

A.可以从单体电芯组装成电芯模组，再组装成电池包；也可以从电芯模组直接组装成电池包。

B.电池模组梯次利用组装线主要工艺流程如下：

 

图8.1-4-5-b：电池模组梯次利用组装线工艺流程图

C.梯次利用组装线的生产工作在倍速链流水线上完成，详细技术路线如下：

（a）该电池模组梯次利用组装线兼容2种生产方式，既可以从单体电芯组装成电芯模组，再从电芯模组组装成电池包，也可以从电芯模组直接组装成电池包；

（b）线体前段负责将单体电芯组装成电芯模组，并对模组做简单的电性能检测；

（c）线体后段将前段组装合格的电芯模组组装成电池包，并对电池包进行EOL检测，同时也可以将回收拆解下来的合格电芯模组组装成电池包。

8.2、再生利用生产线：再生利用生产线负责将回收拆解下来的不合格的报废电芯，通过合适的工艺对锂电池单体电芯中的正极材料、电解液、外壳材料、隔膜和负极材料进行充分回收；包含的主要工序步骤有：

 

A.一级撕碎机进行撕碎；

B.二级破碎；

C.磁选分选铁；

D.分气流分选电芯隔膜；

E.三级粉碎；

F.气流分选正负极材料与铜、铝、镍等材料；

G.所有的超细粉尘进行空气净化，使之达到排放标准后再进行排放。

8.3、废旧锂电池综合回收制造过程执行系统（MES）

A.MES系统包括从原料入库、拆解线、检测、组装线到产品出库的整个产线的每一个环节，保证系统联调、实际运行、并与国家溯源平台对接。

B.主要功能（包含但不限于）：基础数据管理、计划管理、物料管理、仓库管理（WMS、WCS）、过程管理、质量管理、设备管理、数据采集、异常处理、动态信息反馈、分析决策、维修管理、原料及产品溯源管理、移动端应用、系统配置。

满足以下需求：静态性能需求、动态性能需求、外部接口需求、设计约束等。

系统功能详情：

C.专门针对电池包回收利用过程定制开发，实现产品数据自动化管理，构建系统的产品追溯系统和数字化信息管理系统，使生产部门、工程部门、品质部门和其它相关部门可以调用及监控电池数据。

D.提高生产效率，降低对操作员工水平的依赖和确保品质检查的可重复性。系统对每个关键工序从人、机、料、法、环等方面记录信息，以便确切追溯各个工序的生产信息，生成客户所需报表。也能够提供与ERP、PLM系统对接的可能性，实现工单计划，BOM表和库存管理等功能。

E.WMS与WCS系统集成：MES系统、仓库管理系统WMS与仓库控制系统WCS集成，控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现完善的企业仓储信息管理。若系统设备厂商提供立体仓库方案，MES系统能对堆垛机、AGV小车、机器人等设备进行运控控制。

a.采用无线、有线网络、条码和移动数据采集技术。

b.功能包括：收货、上货架、移仓、拆箱、拆托盘、包装、拣货、发货、退货等。

   随着电子产品市场发展的突飞猛进，锂离子电池在商业上已普遍应用，市场占有率极高。目前国家对环保提出了更高层次的要求，新能源也随之推动起来， 未来市场对锂离子电池需求量只增不减，而且需求量极大。大量的废旧锂离子电池处理将会引起社会和政府的高度关注。因此，在政府监管加强的同时，优化电池的生产工艺和提高生产技术的同时，形成规模化、专业化、企业化的废旧锂离子电池回收处置行业是必然的发展趋势。

 

(全文完)