机器人拆卸回收和再利用电动汽车电池组

一种用于废弃电动汽车电池组的机器人拆卸系统已被证明可以安全有效地回收和再利用关键材料,同时减少有毒废物。

电动汽车的预期繁荣引发了围绕为其提供动力的锂离子电池组回收的问题。现在,美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的工程师们已经证明,机器人可以加速拆卸,并在增加产量的同时使拆卸过程更安全。

奥诺电气化和能源基础设施划分的主要研究人员表示,少量锂离子车辆电池目前回收锂离子车辆电池,而且常用的大部分过程都不自动化。

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无论回收者是想通过外部外壳获取电池并更换磨损部件,还是完全回收电池组以回收钴、锂、金属箔等材料,第一步都是对电池进行诊断,以安全、高效的处理和拆卸。

麦金太尔在一份声明中说:“有了我们的系统,当机器人拿起电池组并把它放到生产线上时,它就标志着人类最后一次触摸它,直到它变成碎片和部件。”

机器人拆除螺栓和其他外壳,不管任何剩余的电荷,而人工操作人员必须进行一个严格的过程,在人工分解用过的电池之前,放电。自动拆解减少了人们接触电池内部有毒化学物质和高功率水平的暴露,在一些更新的汽车中,高功率水平接近900伏特。

据ORNL称,作为美国能源部关键材料研究所(CMI)的一部分开发的自动化系统,可以重新配置为任何类型的电池组。它可以编程访问单独的电池模块翻新或重复使用作为固定的能量存储,或者电池可以拆卸到电池层进行分离和材料回收。

CMI主管Tom Lograsso表示:“包含关键材料的部件的自动拆卸不仅消除了劳动密集型的人工拆卸,而且提供了一种高效的流程,将部件分离成更高价值的流,关键材料被浓缩成单独的原料进行回收处理。”“这种附加值是建立经济上可行的流程的重要组成部分。”

拆卸
图片:Adobestock

ORNL项目团队成员Jonathan Harter说,研究人员每次都遵循相同的协议:手动分解使用的组件,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。

“行业不受他们可以采取这一过程的电池量的限制。已经积累了一个重要的积压。“限制因素是执行电气放电并且手动执行拆卸所需的时间,”Harter表示。他估计,在某些过程中用手拆卸12个电池堆的时间,自动化系统可以处理100个或更多。

下一步可以建立大量的商业规模,而McIntyre的团队也看到了将相同类型的拆卸系统应用于电动汽车驱动列车的机会,以便回收包括稀土磁铁,铜,钢和完整的电力电子产品。为了使回收更经济上可行,必须以高吞吐量完成,并且足够灵活,以便在一个设施中处理多个消费产品,Harter表示。

他表示:“如果电动汽车市场在未来10至20年内如预期那样加速发展,我们将需要解决废物流问题,并将这些废旧汽车和电池视为制造材料供应链的核心。”

该系统是在橡树岭国家实验室开发和演示的网格研究集成和部署中心