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工(gong)信部：《國(guo)家工(gong)業資源綜合(he)利用先進適用工(gong)藝(yi)技術設(she)備目錄（2021年版）》供需對(dui)接(jie)指南之四：廢舊(jiu)動力電池利用技術裝備

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《國家工(gong)業資源綜(zong)合利用先進適用工(gong)藝技術(shu)(shu)設備(bei)目錄（2021 年版）》供(gong)需對接指南之四(si)動力電池回收(shou)利用技術(shu)(shu)裝(zhuang)備(bei)

（一）退役動(dong)力電池包柔性智能拆解系統(tong)

1.適用(yong)范圍

退役(yi)動力電池回(hui)收利用

2.技術(shu)原(yuan)理及(ji)工(gong)藝(yi)

該(gai)系(xi)(xi)統(tong)(tong)運用拆(chai)解(jie)生產線(xian)多傳感器動(dong)態定位精度控制、誤差(cha)動(dong)態反饋與補償、機(ji)器人視覺多維動(dong)態檢(jian)測(ce)技術，實現動(dong)力電池的多機(ji)器人協同(tong)高效拆(chai)解(jie)。系(xi)(xi)統(tong)(tong)主要由儲料及分料機(ji)構、上下(xia)料機(ji)構、智能(neng)轉運系(xi)(xi)統(tong)(tong)、智能(neng)拆(chai)解(jie)系(xi)(xi)統(tong)(tong)、視覺定位機(ji)構、異形包處理(li)機(ji)構、電芯檢(jian)測(ce)機(ji)構、模組碼垛(duo)機(ji)構、人機(ji)交互系(xi)(xi)統(tong)(tong)、電控系(xi)(xi)統(tong)(tong)、MES 系(xi)(xi)統(tong)(tong)等部分組成。

（1）儲料(liao)及分料(liao)機構：人工(gong)使用(yong)叉(cha)車將(jiang)預(yu)處理后的退役動力電(dian)(dian)池(chi)包(bao)存(cun)放在指定的物料(liao)儲存(cun)架(jia)上(shang)，系(xi)統(tong)收到(dao)分料(liao)信號時，儲存(cun)架(jia)分發一(yi)個電(dian)(dian)池(chi)包(bao)到(dao)輸(shu)送(song)(song)鏈上(shang)，輸(shu)送(song)(song)鏈運送(song)(song)電(dian)(dian)池(chi)包(bao)到(dao)上(shang)下料(liao)工(gong)位。

（2）上(shang)下(xia)料(liao)機構(gou)(gou)：該裝(zhuang)置由兩部(bu)分組成，下(xia)方為一套“X” 型升降平臺，與輸(shu)送鏈連接(jie)，可完(wan)(wan)成電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包(bao)(bao)轉運銜(xian)接(jie)；上(shang)方為一套“X”型伸縮機構(gou)(gou)，機構(gou)(gou)末端(duan)根據(ju)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包(bao)(bao)特定結構(gou)(gou)，連接(jie)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包(bao)(bao)專用(yong)吊(diao)具，吊(diao)具吊(diao)爪可根據(ju)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包(bao)(bao)尺寸進行(xing)伸縮，以適應不同規格電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包(bao)(bao)，吊(diao)爪抓取電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包(bao)(bao)升降，通過(guo)控(kong)(kong)制手柄操控(kong)(kong)上(shang)端(duan)伸縮機構(gou)(gou)在軌(gui)(gui)(gui)道(dao)上(shang)移動，抓取電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包(bao)(bao)進行(xing)移動，完(wan)(wan)成上(shang)下(xia)料(liao)操作。兩套裝(zhuang)置可單獨(du)完(wan)(wan)成電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包(bao)(bao)的(de)上(shang)下(xia)料(liao)操作，也可以配合完(wan)(wan)成，從下(xia)端(duan)軌(gui)(gui)(gui)道(dao)輸(shu)送電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)包(bao)(bao)，從上(shang)端(duan)軌(gui)(gui)(gui)道(dao)輸(shu)送拆解(jie)完(wan)(wan)后(hou)的(de)空殼(ke)體。

（3）智能轉運(yun)(yun)系(xi)統(tong)：由(you)整(zheng)包轉運(yun)(yun)、底殼轉運(yun)(yun)、模(mo)組轉運(yun)(yun)、尾料(liao)轉運(yun)(yun)四個主要部分(fen)組成，分(fen)上(shang)下兩(liang)層(ceng)結構，由(you)電(dian)控系(xi)統(tong)自動控制，配合(he)完(wan)成轉運(yun)(yun)動作。拆解完(wan)成后模(mo)組由(you)機器人(ren)放(fang)置到模(mo)組轉運(yun)(yun)輸(shu)(shu)送鏈進(jin)行轉運(yun)(yun)，尾料(liao)放(fang)置到尾料(liao)轉運(yun)(yun)輸(shu)(shu)送鏈進(jin)行轉運(yun)(yun)儲存(cun)，最后電(dian)池(chi)包殼體(ti)退回下層(ceng)輸(shu)(shu)送鏈轉運(yun)(yun)到輸(shu)(shu)送鏈末端，通過升降機提升到上(shang)層(ceng)輸(shu)(shu)送鏈進(jin)行轉運(yun)(yun)，到上(shang)下料(liao)機構完(wan)成殼體(ti)下線作業(ye)。

（4）智能拆(chai)解(jie)(jie)(jie)系統(tong)(tong)：由(you)拆(chai)解(jie)(jie)(jie)臺、桁架(jia)(jia)運(yun)(yun)動控制(zhi)(zhi)(zhi)系統(tong)(tong)、三維藍光雙(shuang)目視覺識別(bie)定(ding)位(wei)系統(tong)(tong)和機器(qi)人(ren)自主(zhu)拆(chai)解(jie)(jie)(jie)系統(tong)(tong)等四個主(zhu)要(yao)部(bu)分組(zu)成，整個作業過程由(you)人(ren)機協作完(wan)成。電(dian)池(chi)包(bao)(bao)運(yun)(yun)輸到位(wei)后(hou)(hou)，人(ren)工掃描電(dian)池(chi)包(bao)(bao)上的(de)二(er)維碼將(jiang)(jiang)電(dian)池(chi)包(bao)(bao)信(xin)息(xi)導入電(dian)控系統(tong)(tong)，系統(tong)(tong)調用(yong)相應(ying)拆(chai)解(jie)(jie)(jie)策略，由(you)桁架(jia)(jia)運(yun)(yun)動控制(zhi)(zhi)(zhi)系統(tong)(tong)配合視覺定(ding)位(wei)機構定(ding)位(wei)拆(chai)解(jie)(jie)(jie)起點后(hou)(hou)，機器(qi)人(ren)自主(zhu)拆(chai)解(jie)(jie)(jie)系統(tong)(tong)在桁架(jia)(jia)運(yun)(yun)動控制(zhi)(zhi)(zhi)系統(tong)(tong)的(de)配合下根據拆(chai)解(jie)(jie)(jie)路徑完(wan)成電(dian)池(chi)包(bao)(bao)螺(luo)栓拆(chai)解(jie)(jie)(jie)，之后(hou)(hou)由(you)人(ren)工配合機器(qi)人(ren)末端(duan)執行器(qi)完(wan)成電(dian)池(chi)包(bao)(bao)除膠作業，除膠完(wan)成后(hou)(hou)，使用(yong)智能提升機取下電(dian)池(chi)包(bao)(bao)殼(ke)蓋(gai)，手動拆(chai)除不能拆(chai)卸的(de)部(bu)分小零件（銅排、冷卻(que)管、傳(chuan)感器(qi)線束等），之后(hou)(hou)由(you)機器(qi)人(ren)自主(zhu)拆(chai)解(jie)(jie)(jie)系統(tong)(tong)完(wan)成電(dian)池(chi)包(bao)(bao)模(mo)組(zu)拆(chai)卸，拆(chai)完(wan)模(mo)組(zu)螺(luo)栓后(hou)(hou)更換機器(qi)人(ren)末端(duan)執行器(qi)將(jiang)(jiang)模(mo)組(zu)搬運(yun)(yun)到模(mo)組(zu)轉(zhuan)運(yun)(yun)輸送鏈(lian)，最后(hou)(hou)將(jiang)(jiang)剩余的(de)電(dian)池(chi)包(bao)(bao)殼(ke)體退回(hui)轉(zhuan)運(yun)(yun)系統(tong)(tong)，完(wan)成殼(ke)體下線作業。

（5）視(shi)覺定位機構：使(shi)用(yong)(yong)三(san)維雙目采(cai)(cai)集(ji)(ji)系統，采(cai)(cai)用(yong)(yong)外(wai)觸(chu)發方式進(jin)行(xing)圖(tu)像采(cai)(cai)集(ji)(ji)，外(wai)差多頻(pin)原理(li)進(jin)行(xing)三(san)維重建。采(cai)(cai)集(ji)(ji)時間(jian)在0.6s 內，重建在 2s 內完(wan)成，采(cai)(cai)用(yong)(yong)藍光(guang)投影儀，抗外(wai)界(jie)干(gan)擾能力強，重建精度可達 0.02mm，實現高還原度的三(san)維物體(ti)建模。

（6）異(yi)形(xing)(xing)包處理機構：主要由(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)動升降平臺、折臂吊、伸縮(suo)吊、氣源管路、控制面板等組成。由(you)于退役動力電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)包形(xing)(xing)狀各不(bu)相同，該套產(chan)線是根據(ju)常見的(de)幾種規(gui)模較大(da)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)廠(chang)家電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)包型號、尺寸設(she)計，當(dang)遇到個(ge)別(bie)與常規(gui)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)包形(xing)(xing)狀差異(yi)很大(da)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)包或該類(lei)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)包僅有很少數量(liang)時(shi)，需使用異(yi)形(xing)(xing)包拆解臺對該異(yi)形(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)包進行單獨拆解，拆解出(chu)的(de)產(chan)品分(fen)類(lei)存(cun)放(fang)好，電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)模組由(you)折臂吊轉運至(zhi)環形(xing)(xing)軌道，運輸至(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)芯檢測(ce)(ce)工位進行電(dian)(dian)(dian)(dian)芯檢測(ce)(ce)。

（7）模(mo)組檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)機構：該系統(tong)由三維視(shi)(shi)覺(jue)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)系統(tong)、紅外相機、攜有特殊測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)頭(tou)(tou)的 SCARA 機器人(ren)(ren)、自動貼碼機、人(ren)(ren)機交(jiao)互(hu)界面、人(ren)(ren)工智能計算機組成。視(shi)(shi)覺(jue)系統(tong)中的紅外相機實時檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)模(mo)組溫度(du)(du)，確保(bao)模(mo)組處(chu)于安全溫度(du)(du)后，三維檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)系統(tong)開(kai)始(shi)(shi)工作，檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)到(dao)電(dian)極位置(zhi)后，帶(dai)有測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)頭(tou)(tou)的機器人(ren)(ren)到(dao)達(da)指定位置(zhi)開(kai)始(shi)(shi)測(ce)(ce)(ce)(ce)試，在電(dian)池測(ce)(ce)(ce)(ce)試儀中可讀取到(dao)電(dian)池性能參數，最后完成自動打碼貼碼工作。

3.技術指標(biao)

（1）智能化拆解技(ji)術兼容電池包種(zhong)類或規格達 20 種(zhong)以(yi)上；

（2）視覺(jue)定(ding)位機(ji)構(gou)定(ding)位精(jing)度(du)至少達到 0.05mm，并且定(ding)位準(zhun)確度(du)不低于 98%；

（3）平均單個模組拆(chai)卸效率不(bu)低于 60s/個，模組無損(sun)拆(chai)解破損(sun)良率不(bu)低于 98%；

（4）智能拆解工作站(zhan)兼容 3 種以上模組尺(chi)寸，模組吊裝時間(jian)不超過 15s/個；

（5）動力電(dian)池無(wu)損(sun)檢測分級效率不(bu)低于 30 個/min，模(mo)組(zu)健康狀態及電(dian)池性能快速(su)檢測準確率大于 90%。

4.技術功能特性

（1）基于人工智能技術(shu)建立一(yi)套柔(rou)性智能拆(chai)(chai)解(jie)系(xi)統(tong)，針(zhen)對(dui)動力電池包的具體(ti)型號、結構信息(xi)實現拆(chai)(chai)解(jie)序列、拆(chai)(chai)解(jie)深度(du)及拆(chai)(chai)解(jie)參數的實時(shi)決策和推理(li)規劃。

（2）開發(fa)基于快(kuai)速(su)三維形貌測量技術的機械(xie)臂(bei)智能抓(zhua)取系統(tong)，采用工業相機、工業投影(ying)儀、攝像頭、機械(xie)臂(bei)系統(tong)、激光傳感器(qi) VL53L0、編碼器(qi)、壓力傳感器(qi) RFP602 和 STM32 控制器(qi)等搭(da)建一套智能抓(zhua)取系統(tong)。

（3）設(she)計一套智(zhi)能機(ji)器(qi)人倉(cang)儲物流系(xi)統(tong)及總控調度系(xi)統(tong)，提高倉(cang)儲的效率(lv)和質量。

（4）搭建一套集拆解計劃管理(li)(li)、物料庫存管理(li)(li)、過程管理(li)(li)、實時(shi)監控管理(li)(li)、質量監督管理(li)(li)等于(yu)一體的智能 MES 系統，為電池包拆解全流程提供科學化(hua)、透(tou)明化(hua)的數據支持。

5.應用案例(li)

格林美股份有(you)限公司正在(zai)對該系統(tong)(tong)關鍵技術進行研(yan)發(fa)，目前系統(tong)(tong)處于擴大(da)拆(chai)解(jie)(jie)知識庫、識別模型庫、拆(chai)解(jie)(jie)圖像標注庫、拆(chai)解(jie)(jie)過(guo)程信(xin)息庫等關鍵技術的開(kai)發(fa)階段。初步設計可(ke)兼容 20余種結構和拆(chai)解(jie)(jie)工藝相似(si)的動力電池包，完成(cheng)電池包上蓋螺(luo)絲、密(mi)封膠、銅(tong)排、冷卻管、傳(chuan)感器線束等的智能拆(chai)解(jie)(jie)作業。

6.未來(lai)推廣前景

隨著(zhu)動力(li)電池(chi)退役(yi)量增(zeng)多(duo)，廢舊動力(li)電池(chi)的(de)(de)拆(chai)(chai)解(jie)(jie)(jie)(jie)回(hui)收(shou)和梯次利用市(shi)場(chang)將(jiang)迎來爆發式(shi)(shi)增(zeng)長。該技術裝(zhuang)備(bei)借助人工(gong)智能(neng)、物聯網、大(da)數據、云(yun)計算(suan)等信息技術，將(jiang)退役(yi)動力(li)電池(chi)的(de)(de)手(shou)工(gong)拆(chai)(chai)解(jie)(jie)(jie)(jie)、機械拆(chai)(chai)解(jie)(jie)(jie)(jie)模式(shi)(shi)轉變為自動化(hua)(hua)、智能(neng)化(hua)(hua)拆(chai)(chai)解(jie)(jie)(jie)(jie)方式(shi)(shi)，實現多(duo)品(pin)別、多(duo)規(gui)格動力(li)電池(chi)的(de)(de)智能(neng)化(hua)(hua)、規(gui)模化(hua)(hua)、綠色化(hua)(hua)拆(chai)(chai)解(jie)(jie)(jie)(jie)，有利于提高資源(yuan)化(hua)(hua)利用率、減少環境污染等，具有較高的(de)(de)推廣(guang)(guang)應用價值，市(shi)場(chang)空間非常廣(guang)(guang)闊。

（二）廢(fei)舊鋰(li)離子電池(chi)清(qing)潔高效回收利(li)用(yong)技術與(yu)裝備(bei)

1.適用范圍(wei)

廢鋰(li)電池回收(shou)利用

2.技術原理及工藝

該技(ji)術裝備以退役后不能梯次利用的(de)廢舊(jiu)動力電(dian)池為原料，采用絕氧破碎、熱解、濕式剝離的(de)技(ji)術，實現(xian)廢舊(jiu)磷酸鐵鋰、三元(yuan)鋰電(dian)、3C 類(lei)電(dian)池及(ji)廢極片(pian)的(de)兼(jian)容破碎和(he)有價(jia)組分綠色回收，主要由柔性上料及(ji)安(an)全帶(dai)電(dian)破碎系統(tong)(tong)、高(gao)溫熱解系統(tong)(tong)、極粉濕法剝離及(ji)多級分選回收系統(tong)(tong)、尾氣和(he)廢水處理系統(tong)(tong)、監控系統(tong)(tong)、電(dian)器控制系統(tong)(tong)等組成(cheng)。

3.技術指標

極粉回收率≥95%；銅箔、鋁箔產品(pin)純度達 97%以(yi)上；污染

物達標(biao)排放。

4.技術功能特性

（1）利用廢舊動力鋰電池柔性上料及安全帶(dai)電破碎技術，實(shi)現廢舊鋰電池的(de)高效綠色預處(chu)理，提高預處(chu)理效率。

（2）利(li)用電(dian)解液無害化(hua)耦(ou)合技(ji)(ji)術(shu)及極(ji)粉濕(shi)法(fa)高效脫(tuo)落技(ji)(ji)術(shu)，實(shi)現電(dian)解液等(deng)有害組分的深度脫(tuo)除和正極(ji)粉的高效脫(tuo)落，剝(bo)離得到的極(ji)粉純度達 95%以(yi)上。

（3）利(li)用有(you)價組分(fen)綠色(se)回收技(ji)術，實現銅、鋁等(deng)有(you)價金屬回收。

5.應(ying)用案例(li)

湖南江(jiang)冶機(ji)電科技股(gu)份有限公(gong)司研制的“年(nian)處(chu)理 5000 噸(dun)廢舊(jiu)鋰(li)離(li)子電池(chi)(chi)清潔高(gao)效回(hui)收利(li)用技術(shu)與裝備”已在金(jin)川集團股(gu)份有限公(gong)司投入(ru)生(sheng)產(chan)運行，實(shi)現廢舊(jiu)鋰(li)電池(chi)(chi)無(wu)害化、規模(mo)化處(chu)置，有效提高(gao)正(zheng)負(fu)極(ji)粉回(hui)收率。2022 年(nian)第(di) 1 季度，該生(sheng)產(chan)線回(hui)收處(chu)理廢鋰(li)電池(chi)(chi)約 1000 噸(dun)，生(sheng)產(chan)極(ji)粉約 437 噸(dun)，銅箔(bo)約 114噸(dun)，鋁箔(bo)約 38 噸(dun)，金(jin)屬外殼約 152 噸(dun)。

6.未來推廣前景

該技(ji)(ji)(ji)術(shu)裝備可實現(xian)廢(fei)舊(jiu)磷酸鐵鋰、三(san)元鋰電(dian)、3C 類電(dian)池(chi)及(ji)電(dian)池(chi)廠極片料的(de)兼容破碎分選，可處(chu)理方殼、圓柱、軟包電(dian)池(chi)、手機電(dian)池(chi)等(deng) 20 余種(zhong)廢(fei)舊(jiu)鋰電(dian)池(chi)，建立低成本綠色循環利(li)用(yong)技(ji)(ji)(ji)術(shu)體系，形成系統解決方案，為再(zai)生利(li)用(yong)企業及(ji)車企等(deng)實現(xian)規模化(hua)回收利(li)用(yong)提供技(ji)(ji)(ji)術(shu)裝備支撐，具有良好(hao)的(de)推廣應用(yong)前景。