钜大LARGE | 点击量：890次 | 2021年12月21日
机器人加入电池回收大军，比人工拆卸更快更安全
美国能源部橡树岭国家实验室的研究人员开发了一种用于废旧电动汽车电池组的机器人拆卸系统，以安全和有效地回收和再利用关键材料，同时减少有毒废物。
随着电动汽车在未来20年的预期增长，如何回收为其提供动力的大型锂离子电池组的问题也随之而来。ORNL的工程师们做了一个演示，表明机器人可以加速拆解，使工人们更安全地完成这一过程，同时大大提高了产量。
ORNL电气化和能源基础设施部门的首席研究员TimMcIntyre说，目前只有一小部分锂离子汽车电池被回收，而且用于回收的大多数过程都没有自动化。
无论回收商只是想穿过外壳接触电池和更换磨损的部件，还是完全回收电池堆以回收钴、锂、金属箔和其他材料，第一步都是电池诊断，以便安全和有效地处理和拆卸。
McIntyre说：“有了我们的系统，当机器人拿起电池组并把它放在生产线上时，它标志着人类最后一次接触它，直到它变成碎片和零件。”
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
限制人类互动对安全和效率都很重要。机器人可以迅速拆除螺栓和其他外壳，而人类操作者必须进行严格、漫长的过程，在手动拆解前将废旧电池放电。自动拆卸减少了人类对电池内有毒化学品的接触，以及对一些较新车辆中接近900伏的高功率水平的接触。
作为能源部关键材料研究所（CMI）的一部分，该自动化系统可以很容易地重新配置为任何类型的电池堆。它可以被编程为只访问单独的电池模块，以进行翻新或作为固定的能源储存再利用，或者电池可以被拆开，直到电池水平，以进行分离和材料回收。
这项工作建立在ORNL以前为CMI开展的项目的专业知识基础上，这些项目侧重于通过机器人拆卸硬盘来回收稀土磁铁。工程师们还证明，这些磁铁可以直接在电动机中重新使用。
含有关键材料的部件的自动拆卸不仅消除了劳动密集型的手工拆卸，而且提供了一个有效的过程，将部件分离成更高的价值流，其中关键材料被集中到单独的原料中进行回收处理，这种附加值是建立一个经济上可行的工艺的重要部分。
ORNL项目组成员JonathanHarter说，研究人员每次都遵循同样的协议：手动分解使用过的部件，并收集该过程的数据，以创建驱动自动化系统所需的机器人工具和控制。
工业界对他们可以带入这个过程的电池数量没有限制，已经出现大量的积压，限制性因素是进行放电和手动拆卸所需的时间。Harter估计，在某些过程中，手工拆解12个电池堆所需的时间，自动化系统可以处理100个或更多。
下一步可能是将这一过程扩大到商业规模，McIntyre的团队也看到了将同类拆解系统应用于电动汽车传动系统的机会，以回收稀土磁铁、铜、钢和完整的电力电子设备等材料。哈特说，为了使回收在经济上更加可行，它必须在高吞吐量下进行，并且足够灵活，可以在一个设施中处理多种消费品。
他说："如果电动汽车市场在未来10到20年内如预期般加速发展，我们将需要解决废物流问题，并将这些废旧车辆和电池视为制造材料供应链的核心。"
该系统是在ORNL的电网研究集成和部署中心开发和演示的。这项工作建立在ORNL以前为CMI项目开发的专业知识之上，这些项目侧重于机器人拆卸硬盘以回收稀土磁铁。工程师们还证明，这些磁铁可以直接在电动机中重新使用。
