工业用盐湖提锂电源系统技术方案

本申请涉及一种工业用盐湖提锂电源系统包括控制器、电源换向模块、电解槽、采集模块和供电电源；控制器分别与所述电源换向模块和采集模块连接，根据采集模块输出的采集参数控制电源换向模块开关和换向动作；供电电源与电源换向模块连接，为电源换向模块提供输入电压；电源换向模块为所述电解槽提供电解工作所需电压；采集模块用于从电解槽中获取采集参数。本申请中电源换向模块可以实现低电压大电流控制，适用于工业应用，有利于实现盐湖提锂电源系统中电源换向自动化控制。

Power supply system for extracting lithium from industrial salt lake

【技术实现步骤摘要】
工业用盐湖提锂电源系统
本申请涉及电源系统
，尤其是一种工业用盐湖提锂电源系统。
技术介绍
金属锂是目前人们发现的最轻的金属，它被广泛应用于能源、化工、冶金等领域。随着能源问题的日益突出，锂离子电池得以快速发展，锂及其化合物占据着不可替代的地位。在自然界，锂主要以矿石和卤水两种形式存在，大部分锂资源存在于卤水尤其是盐湖卤水中，其储量占全部锂资源储量的80％以上。随着市场需求的增长，矿物锂资源显得供不应求，且开采成本高，人们开始开发盐湖卤水中的锂资源。盐湖提锂过程中需要供电电源系统做支撑，现有的电源设备一般可满足正向的先恒流再恒压充电过程，对于反向过程只能进行恒流放电、恒阻放电、恒功率放电，或者说只能反向恒流充电、恒阻充电、恒功率充电。因此在反向过程时不能做到先恒流再恒压的过程。相关技术中，在进行盐湖提锂实现时可使用机械开关结构或电子开关来实现对电极电压的调整，但在工业应用中，电源系统为低电压大电流系统，传统的机械开关或电子开关不能满足工业应用中电源换向要求，以使工业应用中盐湖提锂难以实现自动化控制。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中，在进行盐湖提锂实现时可使用机械开关结构或电子开关来实现对电极电压的调整，但在工业应用中，电源系统为低电压大电流系统，传统的机械开关或电子开关不能满足工业应用中电源换向要求，以使工业应用中盐湖提锂难以实现自动化控制的问题，本申请提供一种工业用盐湖提锂电源系统，包括：控制器、电源换向模块、电解槽、采集模块和供电电源；所述控制器分别与所述电源换向模块和采集模块连接，根据所述采集模块输出的采集参数控制所述电源换向模块开关和换向动作；所述供电电源与所述电源换向模块连接，为所述电源换向模块提供输入电压；所述电源换向模块为所述电解槽提供电解工作所需电压；所述采集模块用于从所述电解槽中获取采集参数。进一步的，所述可换向开关电源包括移相全桥变换器和高频变压器和高频同步整流换向电路。进一步的，所述同步整流换向电路包括两组同步整流开关管，每组同步整流开关管包括一对反向串联的场效应管组。进一步的，所述移相全桥变换器包括4组场效应管。进一步的，所述可换向开关电源的结构为半桥结构，或者，所述可换向开关电源的结构为全桥结构。进一步的，所述系统还包括：输出滤波模块，所述输出滤波模块的输入端与所述电源换向模块连接，所述输出滤波模块的输出端与所述采集模块连接。进一步的，所述输出滤波模块包括两组电解电容，所述两组电解电容的阴极相连。进一步的，所述控制器包括电压控制器和电流控制器；所述电压控制器内预设电压参考值；所述电流控制器内预设电流参考值。进一步的，所述采集模块包括电压采样电路和电流采样电路；所述电压控制器与所述电压采样电路连接；所述电流控制器与所述电流采样电路连接。进一步的，所述采集模块还包括信号处理电路，所述信号处理电路分别与电压采样电路和电流采样电路连接。本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请通过控制器分别与电源换向模块和采集模块连接，根据采集模块输出的采集参数控制电源换向模块开关和换向动作；电源换向模块可以实现低电压大电流控制，适用于工业应用，有利于实现盐湖提锂电源系统中电源换向自动化控制。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。图1是本申请一个实施例提供的一种工业用盐湖提锂电源系统的模块图。图2是本申请另一个实施例提供的一种工业用盐湖提锂电源系统的模块图。图3是本申请一个实施例提供的一种工业用盐湖提锂电源系统的部分电路图。图4是本申请另一个实施例提供的一种工业用盐湖提锂电源系统的模块图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。图1是本申请一个实施例提供的工业用盐湖提锂电源系统的模块图。如图1所示，本实施例提供的工业用盐湖提锂电源系统，包括：控制器1、电源换向模块2、电解槽3、采集模块4和供电电源5；控制器1分别与电源换向模块2和采集模块4连接，根据采集模块4输出的采集参数控制电源换向模块2开关和换向动作；供电电源5与电源换向模块2连接，为电源换向模块2提供输入电压；电源换向模块2为电解槽提供电解工作所需电压；采集模块4用于从电解槽3中获取采集参数。盐湖提锂中常使用电化学脱嵌法盐湖提锂技术，基于电化学脱嵌法的工业用盐湖提锂电源系统需满足低压大电流输出特性的要求以及满足对电解槽电极的电压极性进行自动换向的功能需求，以实现自动正向充电、反向充电，正向充电、反向充电......周而反复的运行。该电源系统中电源换向模块2连接到电解槽3，电源换向模块2可切换施加在电解槽3上的电压极性，采集模块4在电源换向模块与电解槽间的连线上，采集电解槽的电压、电流参数，采集模块4通过控制线与控制器1相连，控制器1通过控制线读取采集模块4采集参数数据。采集参数例如为电压参数和电流参数，控制器1通过读取采集模块4采集的电解槽3上的电压、电流数据，在电解槽3的电压、电流达到预设参考值后调整电源换向模块2的开关和换向动作，实现电化学脱嵌法盐湖提锂应用中先正向恒流充电，再恒压充电的正向过程，正向过程结束后电源换向模块2切换施加在电解槽3上的电压极性，然后进入反向恒流充电，再恒压充电的反向过程，反向过程结束后电源换向模块2切换施加在电解槽3上的电压极性，再开始正向过程，如此周而反复的运行，以保证电化学脱嵌法的盐湖提锂系统顺利运行。本实施例中，本申请通过控制器分别与电源换向模块和采集模块连接，根据采集模块输出的采集参数控制电源换向模块开关和换向动作；电源换向模块可以实现低电压大电流控制，适用于工业应用，有利于实现盐湖提锂电源系统中电源换向自动化控制。图2是本申请另一个实施例提供的工业用盐湖提锂电源系统的模块图。如图2所示，本实施例提供的工业用盐湖提锂电源系统，包括：作为本专利技术可选的一种实现方式，电源换向模块2为可换向开关电源，可换向开关电源包括移相全桥变换器21和高频变压器22和高频同步整流换向电路23。参考图3，移相全桥变换器21是DC/DC变换器中常用的电路拓扑形式之一，移相全桥变换器21采样PWM控制方式，一般应用于大、中功率单一极性上的恒压、恒流、恒功率输出。本电源系统在传统的移相全桥零电压软开关(ZVS)变换器的基础上，将全波整流的两组肖特基二极管替换为4组场效应管，其中每两组反向串联的场效应管替换一组肖特基二极管，场效应管K5、K6替换一组二极管，场效应管K7、K8替换另一组二极管，正向输出时，每一对反向串联的场效应管中的一组(K5、K7)在控制电路的驱动下处于导通状态，另一组(K6、K8)在控制电路的驱动下进行正常同步整流的高频开关动作；反向输出(相对于正向输出)时，与正向输出时相反，每一对反向串联的场效应管中的另外一组(K6、K8)在控制电路的驱动下处于导通状态，另外一组(K5、K7)在控制电路的驱动下进行正常同步整流的高频开关动作。通过对这4组场效应管的驱动控制，实现变换器全波同步整流以提高在低压、大电流的盐湖提锂电源系统工业应用条件下的运行效率，同时实现对输出极性的调整，以使电源系统能够实现恒压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业用盐湖提锂电源系统，其特征在于，包括：控制器、电源换向模块、电解槽、采集模块和供电电源；所述控制器分别与所述电源换向模块和采集模块连接，根据所述采集模块输出的采集参数控制所述电源换向模块开关和换向动作；所述供电电源与所述电源换向模块连接，为所述电源换向模块提供输入电压；所述电源换向模块为所述电解槽提供电解工作所需电压；所述采集模块用于从所述电解槽中获取采集参数。

【技术特征摘要】
1.一种工业用盐湖提锂电源系统，其特征在于，包括：控制器、电源换向模块、电解槽、采集模块和供电电源；所述控制器分别与所述电源换向模块和采集模块连接，根据所述采集模块输出的采集参数控制所述电源换向模块开关和换向动作；所述供电电源与所述电源换向模块连接，为所述电源换向模块提供输入电压；所述电源换向模块为所述电解槽提供电解工作所需电压；所述采集模块用于从所述电解槽中获取采集参数。2.根据权利要求1所述的工业用盐湖提锂电源系统，其特征在于，所述可换向开关电源包括移相全桥变换器和高频变压器和高频同步整流换向电路。3.根据权利要求2所述的工业用盐湖提锂电源系统，其特征在于，所述同步整流换向电路包括两组同步整流开关管，每组同步整流开关管包括一对反向串联的场效应管组。4.根据权利要求2所述的工业用盐湖提锂电源系统，其特征在于，所述移相全桥变换器包括4组场效应管。5.根据权利要求1所述的工业用盐湖提锂电源系统，其特征在于，所述可换向开关电源的结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治奎，杨泽祥，卢春雷，李卫荣，韩强，刘国兴，靳飞，敦士旋，
申请(专利权)人：河北为信电子科技股份有限公司，江苏中南锂业有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13