機器人加入電池回收大軍，比人工拆解更安全

著者：Iflowpower – Fornitur Portable Power Station

美國能源橡樹嶺國家實驗室的研究人員開發出一種針對廢棄電動車電池組的機器人拆解系統，回收並更新再利用關鍵材料，同時減少有毒廢棄物。 隨著未來20年電動車的發展，為其提供電力的大型鋰離子電池組的問題如何解決。 ORNL的工程師曾進行過演示，機器人可以加速拆卸過程，讓工人來做這個過程，大幅提高產量。

ORNL電氣化和能源基礎設施首席研究員蒂姆辛泰爾表示，只有一小部分鋰離子汽車電池被回收利用，而且大多數回收流程都不是自動化的。 無論回收商只是想透過外殼來接觸電池並更換磨損的零件，還是完全回收電池堆來回收鈷、鋰、金屬箔等材料，第一步都是對電池進行診斷，以便安全高效地處理和拆解。 麥金泰爾說：「有了我們的系統，當機器人拿起電池組並將其放到生產線上時，它標誌著人類與它的最後一次接觸，直到它變成零件。

「限制人際交往對於安全和效率來說很重要。 機器人可以快速拆除螺栓等外殼，而人類操作員則必須經過嚴格、漫長的流程，在人工拆卸之前排出廢棄電池。 自動拆卸減少了人類與電池中有毒化學物質的接觸，以及一些新型車輛中接近 900 伏特的高功率水平。

作為能源關鍵材料研究所（CMI）的一部分，此自動化系統可以輕鬆重新配置為任何類型的電池組。 它可以被編程為僅訪問單獨的電池模組進行翻新或作為固定儲能再利用，或者可以拆卸電池直至電池級進行分離和材料回收。 這項工作基於 ORNL 開展的專案的專業知識，這些專案專注於透過機器人回收稀土磁鐵。

工程師也證明，這些磁鐵可以直接在馬達中重複使用。 含有關鍵材料的組件的自動拆卸不僅消除了勞動密集型的手工拆卸，而且還提供了一種有效的流程，將組件分離成更高價值的流，其中關鍵材料集中在單獨的原材料中以進行回收處理，這種附加價值是建立經濟可行流程的重要組成部分。 ORNL專案組成員喬納森哈特 (Jonathanharter) 表示，研究人員遵循相同的協議：手動分解所使用的組件，並收集流程數據，以創建機器人和控制所需的驅動自動化系統。

工業界對於帶入此流程的電池數量沒有限制，已經出現大量積壓，而限制因素則是放電和手動拆卸所需的時間。 Harter 估計，在某些工序中，手動拆卸 12 個電池組所需的時間，自動化系統可以處理 100 個甚至更多。 下一步可能是將這個過程擴大到商業規模。

McINTYRE 團隊也看到了在電動車傳動系統中應用類似拆卸技術的機會，以回收稀土磁鐵、銅、鋼和完整的電力電子設備。 哈特表示，為了使回收在經濟上更加可行，必須在高吞吐量下進行，並且要足夠靈活，能夠在一個設施中處理多種消費品。 他說：「如果未來10到20年電動車市場有望發展，我們就需要解決廢品物流問題，並將這些廢舊車和電池作為製造材料供應鏈的核心。

「該系統是在 ORNL 的電網研究整合和部署中心開發和演示的。 這項工作基於 ORNL 開發的專業知識，專注於使用機器人拆卸硬碟以回收稀土磁鐵。 工程師也證明，這些磁鐵可以直接在馬達中重複使用。