一种锂电池密封钉拆解空心钻、制备方法及应用与流程

本发明属于新能源电池再生利用的，特别是涉及一种锂电池密封钉拆解空心钻、制备方法及应用。

背景技术：

1、磷酸铁锂电使用锂化合物作为正极材料，碳作为负极，充电时，锂离子在电场力的作用下，从磷酸铁锂晶体表面，进入电解液，穿过隔膜，再迁移到石墨晶体的表面，然后嵌入石墨晶格中。放电时，锂离子从石墨晶体中脱嵌出来，进入电解液，穿过隔膜，迁移到磷酸铁锂晶体的表面，然后重新嵌入到磷酸铁锂的晶格内。

2、锂电池使用过程中会不断消耗内部的电解质，新能源电池对电能要求严格，长时间实用导致寿命缩短，无法满足续航要求，但是直接报废处理浪费资源，可以进行梯次利用，用于一些其他的场合，需要对锂电池内部进行填充电解液，恢复锂电池一定的蓄电功能。重新注液的过程先要打开注液孔，注液孔的位置不仅压入钢珠进行密封，钢珠的上面还嵌入有密封钉作为防爆阀，电池端盖具有供密封钉嵌入的凹槽，使密封钉嵌入后表面齐平并保持牢固性。由于密封钉的牢固性很高，表面没有明显受力的凸起，因此对于该密封钉的拆解比较困难。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种锂电池密封钉拆解空心钻、制备方法及应用，用于新能源锂电池端盖上的密封钉，解决再生利用时拆解困难的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种锂电池密封钉拆解空心钻，安装于钻床端部，包括用于安装于钻床钳具中的第一柱体；包括钻头；包括用于连接第一柱体和钻头的第二柱体，第一柱体与第二柱体之间具有第一台阶部，使第一柱体的口径大于第二柱体的口径，所述第一柱体、第二柱体和钻头为一体设置；钻头部分中空，整体为管体结构，所述钻头的边侧具有锯齿。所述钻头与第二柱体的连接位置形成第二台阶部，使钻头的口径大于第二柱体的口径，所述钻头对应锯齿部分的外侧壁为斜面部，用于形成锋利的端侧。所述第二柱体对应钻头部分开设有圆柱腔，所述圆柱腔沿第二柱体轴线延伸，所述圆柱腔与钻头中空部分形成第三台阶部，用于限位密封钉。所述第二柱体侧壁开设有用于连通圆柱腔的气孔。

4、进一步地，一种锂电池密封钉拆解空心钻制备方法，包括以下几个步骤，（1）将24crnimoy合金钢锭作为气雾化制粉原料，利用真空感应熔炼气雾化设备制备合金钢粉末，得到15~42 μm 细粉；在钢锭熔化之前，先使用两级真空泵将雾化室真空度抽至 5.0×10‒2pa 以下，熔炼钢锭时保持熔体过热度至少 150 ℃以上，合适的过热度有助于气雾化过程顺利进行，防止出现喷嘴堵塞等问题。在雾化过程中使用氩气作为雾化介质，将平均雾化气压设置为7.5mpa。使用 vbp-200 型振动筛将 15~53 μm 细粉筛分出来，（2）以普通的不锈钢作为第一柱体和第二柱体的材质，通过铣床铣出第一柱体和第二柱体之间的台阶部，作为整体放入激光3d打印设备中，采用高能量密度激光器作为热源，以第二柱体的端部作为基板面，打印出钻头，并铣出锯齿部分；激光3d金属打印机，在激光快速成形过程中设置基板加热温度80℃，激光扫描角度为65°。合金钢中获得马氏体和贝氏体混合组织的韧性要优于单一马氏体或单一贝氏组织的韧性。主要是由于高温奥氏体先转变形成的下贝氏体组织能够分割原奥氏体晶粒，限制了后形成的马氏体板条束尺寸。另外，在贝氏体组织中，由于下贝氏体形成温度低，在贝氏体铁素体内又析出了大量细小的碳化物，因此下贝氏体不但强度高，而且冲击韧性较好，具有良好的综合力学性能。

5、激光3d打印零件的致密度达不到100%，存在一些气孔缺陷无法避免，所以利用激光3d打印的钻头部分表面处理具有气孔，还具有显微状态下的凹凸不平的表面。（3）对打印出的钻头进行金刚石镀膜，膜厚约 4μm；

6、由于激光3d打印零件表面凹凸不平，并存在气孔，通过金刚石镀膜的方式在钻头表面形成一层金刚石膜层，表面的凹凸不平提高了薄膜和基底的结合力，正好使钻头的表面平滑，同时增强了硬度、耐磨性。（4）对应钻头的内外部分进行打磨抛光，制备光滑的表面。

7、进一步地，步骤（2）激光选区熔化金属 3d 打印技术采用高能量密度激光器作为热源，通过激光照射实现单层球形金属粉末熔化后快速凝固，再用金属粉末覆盖已成形区域，如此过程反复最终形成零件。

8、进一步地，步骤（3）采用磁控溅射沉积技术，以甲烷和氩气为气源，在合金钢表面制备类金刚石薄膜，样品先用无水酒精超声清洗20min，然后悬挂于真空腔内，真空腔抽到3×10-3pa，并通入氩气，沉积过程中，通入气源的速率保持不变，沉积时间30min。

9、进一步地，一种锂电池密封钉拆解空心钻的使用方法，包括以下几个步骤，（1）将空心钻安装在机床的钳具中，固定，然后开启机床转动部分，空心钻沿轴线转动，空心钻正下方安装并固定待加工电池，空心钻正对电池的密封钉位置，通过空心钻钻头的锯齿对密封钉边侧进行磨削，密封钉磨削后嵌入钻头中空部分，并在第三台阶部限位作用止停；

10、（2）停止转动空心钻，通过气吹组件对应的吹管插入气孔中，利用高压气流吹入至圆柱腔，圆柱腔气压升高并推出嵌入于钻头中的密封钉，完成拆解过程。

11、本发明具有以下有益效果：解决新能源电池端盖上密封钉拆解困难的问题，专门制备了一种空心钻，对应的钻头部分为空心部分，用于对齐密封钉，利用钻床对密封钉圆周侧进行磨削，从而完整的拆解掉密封钉。

12、由于空心钻对应的钻头部分为薄壁结构，而且端侧为锯齿，所以在接触磨削的时候很容易损坏锯齿，导致锯齿端钝化，普通金属材质的钻头要么造价成本高，要么很快就会报废。因此，本发明的空心钻，其对应的钻头部分利用粉末冶金的方式进行金属 3d 打印，直接以柱体部分的端面进行铺粉并增材制造的方式进行制备零件，使钻头的各个位置硬度和韧性均可以得到保证，为了提高钻头耐磨性并降低表面摩擦力，打印完成的钻头再镀膜一层金刚石薄膜，由于金属 3d 打印的零件表面为凹凸的表面，因此镀膜具有更好的牢固性。

技术特征：

1.一种锂电池密封钉拆解空心钻，安装于钻床端部，其特征在于：

2.根据权利要求1所述一种锂电池密封钉拆解空心钻，其特征在于：所述钻头（3）与第二柱体（2）的连接位置形成第二台阶部，使钻头（3）的口径大于第二柱体（2）的口径，所述钻头（3）对应锯齿（31）部分的外侧壁为斜面部（32），用于形成锋利的端侧。

3.根据权利要求1所述一种锂电池密封钉拆解空心钻，其特征在于：所述第二柱体（2）对应钻头（3）部分开设有圆柱腔（21），所述圆柱腔（21）沿第二柱体（2）轴线延伸，所述圆柱腔（21）与钻头（3）中空部分形成第三台阶部，用于限位密封钉。

4.根据权利要求3所述一种锂电池密封钉拆解空心钻，其特征在于：所述第二柱体（2）侧壁开设有用于连通圆柱腔（21）的气孔（22）。

5.一种锂电池密封钉拆解空心钻制备方法，其特征在于：包括以下几个步骤，

6.根据权利要求5所述一种锂电池密封钉拆解空心钻制备方法，其特征在于：步骤（2）激光选区熔化金属 3d 打印技术采用高能量密度激光器作为热源，通过激光照射实现单层球形金属粉末熔化后快速凝固，再用金属粉末覆盖已成形区域，如此过程反复最终形成零件。

7.根据权利要求5所述一种锂电池密封钉拆解空心钻制备方法，其特征在于：步骤（3）采用磁控溅射沉积技术，以甲烷和氩气为气源，在合金钢表面制备类金刚石薄膜，样品先用无水酒精超声清洗20min，然后悬挂于真空腔内，真空腔抽到3×10<-sup48d150b5-e4e8-4d55-93ad-ec60259f3927->pa，并通入氩气，沉积过程中，通入气源的速率保持不变，沉积时间30min。

8.一种锂电池密封钉拆解空心钻的使用方法，其特征在于：包括以下几个步骤，（1）将空心钻安装在机床的钳具中，固定，然后开启机床转动部分，空心钻沿轴线转动，空心钻正下方安装并固定待加工电池，空心钻正对电池的密封钉位置，通过空心钻钻头的锯齿对密封钉边侧进行磨削，密封钉磨削后嵌入钻头中空部分，并在第三台阶部限位作用止停；

技术总结本发明公开了一种锂电池密封钉拆解空心钻、制备方法及应用，安装于钻床端部，包括用于安装于钻床钳具中的第一柱体，第一柱体与第二柱体之间具有第一台阶部，钻头部分中空，钻头的边侧具有锯齿。通过空心钻钻头的锯齿对密封钉边侧进行磨削，通过气吹组件对应的吹管插入气孔中，圆柱腔气压升高并推出嵌入于钻头中的密封钉，完成拆解过程。解决新能源电池端盖上密封钉拆解困难的问题，其对应的钻头部分利用粉末冶金的方式进行金属3D打印制备零件，提高钻头耐磨性并降低表面摩擦力，打印完成的钻头再镀膜一层金刚石薄膜，由于金属3D打印的零件表面为凹凸的表面，因此镀膜具有更好的牢固性。技术研发人员：褚兵,张邦金,许云龙受保护的技术使用者：安徽巡鹰动力能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2