鉅大LARGE | 點擊量：996次 | 2021年12月21日
機器人加入電池回收大軍，比人工拆卸更快更安全
美國能源部橡樹嶺國家實驗室的研究人員開發(fā)了一種用于廢舊電動汽車電池組的機器人拆卸系統(tǒng)，以安全和有效地回收和再利用關鍵材料，同時減少有毒廢物。
隨著電動汽車在未來20年的預期增長，如何回收為其提供動力的大型鋰離子電池組的問題也隨之而來。ORNL的工程師們做了一個演示，表明機器人可以加速拆解，使工人們更安全地完成這一過程，同時大大提高了產(chǎn)量。
ORNL電氣化和能源基礎設施部門的首席研究員TimMcIntyre說，目前只有一小部分鋰離子汽車電池被回收，而且用于回收的大多數(shù)過程都沒有自動化。
無論回收商只是想穿過外殼接觸電池和更換磨損的部件，還是完全回收電池堆以回收鈷、鋰、金屬箔和其他材料，第一步都是電池診斷，以便安全和有效地處理和拆卸。
McIntyre說：“有了我們的系統(tǒng)，當機器人拿起電池組并把它放在生產(chǎn)線上時，它標志著人類最后一次接觸它，直到它變成碎片和零件。”
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
限制人類互動對安全和效率都很重要。機器人可以迅速拆除螺栓和其他外殼，而人類操作者必須進行嚴格、漫長的過程，在手動拆解前將廢舊電池放電。自動拆卸減少了人類對電池內(nèi)有毒化學品的接觸，以及對一些較新車輛中接近900伏的高功率水平的接觸。
作為能源部關鍵材料研究所（CMI）的一部分，該自動化系統(tǒng)可以很容易地重新配置為任何類型的電池堆。它可以被編程為只訪問單獨的電池模塊，以進行翻新或作為固定的能源儲存再利用，或者電池可以被拆開，直到電池水平，以進行分離和材料回收。
這項工作建立在ORNL以前為CMI開展的項目的專業(yè)知識基礎上，這些項目側(cè)重于通過機器人拆卸硬盤來回收稀土磁鐵。工程師們還證明，這些磁鐵可以直接在電動機中重新使用。
含有關鍵材料的部件的自動拆卸不僅消除了勞動密集型的手工拆卸，而且提供了一個有效的過程，將部件分離成更高的價值流，其中關鍵材料被集中到單獨的原料中進行回收處理，這種附加值是建立一個經(jīng)濟上可行的工藝的重要部分。
ORNL項目組成員JonathanHarter說，研究人員每次都遵循同樣的協(xié)議：手動分解使用過的部件，并收集該過程的數(shù)據(jù)，以創(chuàng)建驅(qū)動自動化系統(tǒng)所需的機器人工具和控制。
工業(yè)界對他們可以帶入這個過程的電池數(shù)量沒有限制，已經(jīng)出現(xiàn)大量的積壓，限制性因素是進行放電和手動拆卸所需的時間。Harter估計，在某些過程中，手工拆解12個電池堆所需的時間，自動化系統(tǒng)可以處理100個或更多。
下一步可能是將這一過程擴大到商業(yè)規(guī)模，McIntyre的團隊也看到了將同類拆解系統(tǒng)應用于電動汽車傳動系統(tǒng)的機會，以回收稀土磁鐵、銅、鋼和完整的電力電子設備等材料。哈特說，為了使回收在經(jīng)濟上更加可行，它必須在高吞吐量下進行，并且足夠靈活，可以在一個設施中處理多種消費品。
他說："如果電動汽車市場在未來10到20年內(nèi)如預期般加速發(fā)展，我們將需要解決廢物流問題，并將這些廢舊車輛和電池視為制造材料供應鏈的核心。"
該系統(tǒng)是在ORNL的電網(wǎng)研究集成和部署中心開發(fā)和演示的。這項工作建立在ORNL以前為CMI項目開發(fā)的專業(yè)知識之上，這些項目側(cè)重于機器人拆卸硬盤以回收稀土磁鐵。工程師們還證明，這些磁鐵可以直接在電動機中重新使用。
