实验用盐湖提锂供电电源系统技术方案

本申请涉及一种实验用盐湖提锂供电电源系统包括控制器、开关电源、电子换向装置、电解槽和采集模块；控制器分别与电子换向装置和采集模块连接，根据采集模块输出的采集参数控制电子换向装置开关和/或换向动作；开关电源与电子换向装置连接，通过电子换向装置改变开关电源输出电源极性；采集模块用于从电解槽中获取采集参数。本申请不需额外添加机械开关结构来实现对电极电压的调整，因此可以提高系统的工作效率和可靠性，并且，通过控制器与采样电路连接，实现电源系统的反向恒流恒压输出，为盐湖提锂实验提供更稳定的电源系统。

Power supply system for lithium extraction from experimental Salt Lake

The application relates to a power supply system for extracting lithium from salt lake for experiment, which comprises a controller, a switching power supply, an electronic reversing device, an electrolytic cell and a collection module; the controller is respectively connected with the electronic reversing device and the collection module, and the switch and / or the reversing action of the electronic reversing device are controlled according to the collection parameters outputted by the collection module; the switching power supply is connected with the electronic reversing device, and the electronic reversing device is adopted Change the polarity of the output power supply of the switching power supply to the device; the acquisition module is used to obtain the acquisition parameters from the electrolytic cell. The application does not need to add additional mechanical switch structure to realize the adjustment of electrode voltage, so the working efficiency and reliability of the system can be improved. In addition, through the connection of the controller and the sampling circuit, the reverse constant current and constant voltage output of the power system can be realized, and a more stable power system can be provided for the salt lake lithium extraction experiment.

【技术实现步骤摘要】
实验用盐湖提锂供电电源系统
本申请涉及电源系统
，尤其是一种实验用盐湖提锂供电电源系统。
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，对于电化学脱嵌法的盐湖提锂中电源系统需要进行正向过程、换向和反向过程三个过程：正向过程：在正极加在支持电解液侧(锂脱出富锂液侧)，负极加在卤水侧(锂离子嵌入侧)，在外电场作用下，开始正向恒流充电过程，在正极侧，锂离子开始从磷酸铁锂正极吸附材料(磷酸铁锂正极材料为LiFePO4、LixMeyFePO4、LiFexMeyPO4中的一种或几种的混合物。Me为Mg、Al、Ti、Ni、Co、Mn、Mo、Nb中的一种或几种的混合。0＜x＜1，0＜y＜1)中脱出到富锂液中；在负极侧，锂离子从卤水中嵌入到磷酸磷酸铁离子筛吸附材料(磷酸铁离子筛为FePO4、MexFeyPO4中的一种或几种的混合物；Me为Mg、Al、Ti、Ni、Co、Mn、Mo、Nb中的一种或几种的混合；0＜x＜1，0＜y＜1)中，经过一个电解过程，负载满足不了恒流条件，转成恒压充电，直到电流小于设定值，正向电解过程结束，即对于阳极侧，锂脱出过程结束；对于阴极，锂嵌入过程结束。整个正向过程为先恒流再恒压。换向：把加在电极的电压的极性换向，即:原先加正向电压的电极此刻变成加负向电压；原先加负向电压的电极此刻变成加正向电压。同时外部溶液配合实现交替换位。反向过程(相对正向过程而言)：在正极(换向前是负极)加在支持电解液侧(锂脱出富锂液侧)，负极(换向前是正极)加在卤水侧(锂离子嵌入侧)，在外电场作用下，开始正向恒流充电过程，在正极侧，锂离子开始从磷酸铁锂吸附材料中脱出到富锂液中，在负极侧，锂离子从卤水中嵌入到磷酸亚铁吸附材料中，经过一个电解过程，负载满足不了恒流条件，转成恒压充电，直到电流小于设定值，负向电解过程结束，或说对于阳极侧，锂脱出过程结束；对于阴极，锂嵌入过程结束，因此，整个反向过程也为先恒流再恒压过程。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，在进行盐湖提锂实验时利用外部添加机械开关结构来实现对电极电压的调整，但外部添加机械开关结构的技术方案在电化学脱嵌法盐湖提锂技术的应用中，会增加接触电阻而影响系统的工作效率，而且会明显增加整个系统的体积，由于增加机械开关也使故障点增多从而降低系统的可靠性，并且，不利于自动化控制。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中，在进行盐湖提锂实验时利用外部添加机械开关结构来实现对电极电压的调整，但外部添加机械开关结构的技术方案在电化学脱嵌法盐湖提锂技术的应用中，会增加接触电阻而影响系统的工作效率，而且会明显增加整个系统的体积，由于增加机械开关也使故障点增多从而降低系统的可靠性，并且，不利于自动化控制的问题，本申请提供一种实验用盐湖提锂供电电源系统，包括：控制器、开关电源、电子换向装置、电解槽和采集模块；所述控制器分别与所述电子换向装置和采集模块连接，根据所述采集模块输出的采集参数控制所述电子换向装置开关和/或换向动作；所述开关电源与所述电子换向装置连接，通过所述电子换向装置改变所述开关电源输出电源极性；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，所述电子换向装置包括：两个单刀双掷的开关元件。进一步的，所述电子换向装置包括：四组成桥式连接的电子开关元件。进一步的，所述电子换向装置还包括控制端口，所述控制端口与所述控制器连接。进一步的，所述系统还包括供电电源，所述供电电源为所述开关电源提供输入电压。进一步的，所述系统还包括：整流滤波模块，所述整流滤波模块的输入端与所述供电电源连接，所述整流滤波模块的输出端与所述开关电源连接。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开关电源连接，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；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，当所述电压采样电路采集到电压达到所述电压参考值时，电压控制器调节电流控制器内的电流参考值，通过控制电流控制器的电流参考值改变输出电流以控制恒压输出；所述电流采样电路采集到电流达到所述电流参考值时，电流控制器调节电压控制器内的电压参考值，通过控制电压控制器的电压参考值改变输出电压以控制恒流输出。进一步的，所述系统还包括显示交互模块，所述显示交互模块与所述控制器连接，所述显示交互模块用于本地显示盐湖提锂的各个工作过程和统计数据，和/或设定各工作过程的工作条件和参数。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子换向装置和采集模块连接，根据采集模块输出的采集参数控制电子换向装置开关和/或换向动作；不需额外添加机械开关结构来实现对电极电压的调整，因此可以提高系统的工作效率和可靠性，并且，不会增加系统体积，方便进行实验。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实验用盐湖提锂供电电源系统的模块图。图2是本申请另一个实施例提供的一种实验用盐湖提锂供电电源系统的模块图。图3是本申请另一个实施例提供的一种实验用盐湖提锂供电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实验用盐湖提锂供电电源系统的模块图。图5是本申请另一个实施例提供的一种实验用盐湖提锂供电电源系统的部分电路图。图6是本申请一个实施例提供的另一种实验用盐湖提锂供电电源系统的部分电路图。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实验用盐湖提锂供电电源系统的模块图。如图1所示，本实施例提供的实验用盐湖提锂供电电源系统，包括：控制器1、开关电源2、电子换向装置3、电解槽4和采集模块5；控制器1分别与电子换向装置3和采集模块5连接，根据采集模块5输出的采集参数控制电子换向装置3开关和/或换向动作；开关电源2与电子换向装置3连接，通过电子换向装置3改变开关电源2输出电源极性；采集模块5用于从电解槽4中获取采集参数。盐湖提锂实验中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实验用盐湖提锂供电电源系统需满足对电解槽电极的电压极性进行自动换向的功能需求，以实现自动正向恒流、恒压充电、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实验用盐湖提锂供电电源系统，其特征在于，包括：控制器、开关电源、电子换向装置、电解槽和采集模块；所述控制器分别与所述电子换向装置和采集模块连接，根据所述采集模块输出的采集参数控制所述电子换向装置开关和/或换向动作；所述开关电源与所述电子换向装置连接，通过所述电子换向装置改变所述开关电源输出电源极性；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】
1.一种实验用盐湖提锂供电电源系统，其特征在于，包括：控制器、开关电源、电子换向装置、电解槽和采集模块；所述控制器分别与所述电子换向装置和采集模块连接，根据所述采集模块输出的采集参数控制所述电子换向装置开关和/或换向动作；所述开关电源与所述电子换向装置连接，通过所述电子换向装置改变所述开关电源输出电源极性；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所述的实验用盐湖提锂供电电源系统，其特征在于，所述电子换向装置包括：两个单刀双掷的开关元件。3.根据权利要求1所述的实验用盐湖提锂供电电源系统，其特征在于，所述电子换向装置包括：四组成桥式连接的电子开关元件。4.根据权利要求4或5任一项所述的实验用盐湖提锂供电电源系统，其特征在于，所述电子换向装置还包括控制端口，所述控制端口与所述控制器连接。5.根据权利要求1所述的实验用盐湖提锂供电电源系统，其特征在于，还包括供电电源，所述供电电源为所述开关电源提供输入电压。6.根据权利要求5所述的实验用盐湖提锂供电电源系统，其特征在于，所述采集模块包括采样电路和信号处理电路，所述采样电路与信号处理电路连接，所述信号处理电路对所述采样电路的输出结果进行处理，以使采样电路输出结果满足要求。7.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫荣，闫东豪，王瑞金，冯韶辉，韩强，卢春雷，张治奎，
申请(专利权)人：河北为信电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13