废旧磷酸铁锂电池放电装置、放电方法及应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种废旧磷酸铁锂电池放电装置、放电方法及应用。该放电装置包括：金属壳体、导电粉体、绝缘组件及测试电路模块，导电粉体充满金属壳体中，在对废旧磷酸铁锂电池放电时，将废旧磷酸铁锂电池模块放置于金属壳体中，使废旧磷酸铁锂电池模块埋没在导电粉体中，即可对废旧磷酸铁锂电池进行放电。由于金属壳体连接测试电路模块，能够在放电过程中实时反映放电深度，无需人为进行抽样检测电池的放电深度，因此安全性更高，且能够实时反映整个电池模块的放电情况，检测效率及准确性更高。该废旧磷酸铁锂电池放电装置应用于废旧磷酸铁锂电池回收，能够提升操作安全系，且易于监控放电情况。监控放电情况。监控放电情况。

【技术实现步骤摘要】
废旧磷酸铁锂电池放电装置、放电方法及应用


[0001]本专利技术涉及废旧电池处理
，具体涉及一种废旧磷酸铁锂电池放电装置、放电方法及应用。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂电池是一种使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池，磷酸铁锂电池的充放电反应是在LiFePO4和FePO4两相之间进行。在充电过程中，LiFePO4逐渐脱离出锂离子形成FePO4，在放电过程中，锂离子嵌入FePO4形成LiFePO4。磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应等优点。随着新能源汽车的高速发展，磷酸铁锂电池得到了越来越广泛的应用。由于磷酸铁锂电池含有大量的金属锂，对报废的磷酸铁锂电池进行回收不仅能够减轻废旧电池对环境的污染，而且还能够带来一定的经济效益。传统的废旧磷酸铁锂电池回收方法一般将废旧的磷酸铁锂电池放电拆解、破碎后，通过高温焚烧正极片碎料以除去有机粘结剂，使得正极活性材料从铝箔上分离，分离后得到正极活性粉体。然后采用硫酸溶解正极活性粉体，通过除杂、分选后分别得到铁盐、锂盐等，完成铁、锂等元素的回收。
[0003]其中，传统的废旧的磷酸铁锂电池的放电方法通过将废旧的磷酸铁锂电池浸泡在电解质溶液中进行放电。这种方法通常难以对废旧磷酸铁锂电池的剩余电量进行测量。此外，还通过采用液氮对废旧磷酸铁锂电池进行低温处理后强制穿孔放电，但这种方法对设备要求高、处理成本高。短路放电法是目前研究较多的废旧磷酸铁锂电池放电方法，但由于检测放电程度时需要人为取样，取放单个电池，操作的危险系数较高，且检测放电程度的效率及准确性均较低。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种安全性较高、便于检测放电程度的废旧磷酸铁锂电池放电装置、放电方法及应用。
[0005]本专利技术的一个方面，提供了一种废旧磷酸铁锂电池放电装置，包括：
[0006]金属壳体，所述金属壳体用于置放废旧磷酸铁锂电池模块；
[0007]导电粉体，所述导电粉体设于所述金属壳体中，以使所述导电粉体包裹所述废旧磷酸铁锂电池模块，且与所述废旧磷酸铁锂电池模块和所述金属壳体连接；
[0008]绝缘组件，所述绝缘组件连接于所述金属壳体外表面；及
[0009]测试电路模块，所述测试电路组件与所述金属壳体连接。
[0010]在其中一些实施例中，所述测试电路模块包括：
[0011]运算放大器；
[0012]保护电阻，所述保护电阻的一端与所述金属壳体连接，所述保护电阻的另一端与所述运算放大器的反向输入端连接；
[0013]反馈电阻，所述反馈电阻的一端与所述运算放大器的反向输入端连接，所述反馈
电阻的另一端与所述运算放大器的输出端连接；
[0014]平衡电阻，所述平衡电阻的一端与运算放大器的正向输入端连接，所述平衡电阻的另一端接地；及
[0015]示波器，所述示波器与所述运算放大器的输出端连接，用于记录所述运算放大器的输出端的电压。
[0016]在其中一些实施例中，所述测试电路模块还包括：
[0017]接线端子，所述接线端子设于所述保护电阻与所述金属壳体之间，用于连接所述测试电路模块的组件与所述金属壳体；及
[0018]开关，所述开关设置在所述接线端子及所述保护电阻之间，用于控制所述测试电路的状态。
[0019]在其中一些实施例中，所述导电粉体选自铜粉及石墨中的至少一种。
[0020]在其中一些实施例中，所述绝缘组件的材料为聚四氟乙烯。
[0021]本专利技术的另一方面，还提供了一种废旧磷酸铁锂电池放电方法，包括以下步骤：
[0022]将废旧磷酸铁锂电池模块设于上述的废旧磷酸铁锂电池放电装置中，使所述废旧磷酸铁锂电池模块被所述导电粉体包裹，开启所述测试电路模块进行短路放电。
[0023]在其中一些实施例中，所述短路放电步骤中，所述废旧磷酸铁锂电池模块的温度为25℃～60℃。
[0024]在其中一些实施例中，所述废旧磷酸铁锂电池放电方法还包括：检测放电深度的步骤；
[0025]其中，所述检测放电深度的步骤包括：
[0026]获取所述金属壳体的泄漏电流及所述测试电路的输出电压；
[0027]根据式I判断放电深度：
[0028][0029]其中，式I代表废旧磷酸铁锂电池自身的放电电流与放电时间的关系；i
D
(t) 代表放电电流曲线，即泄漏电流与放电时间的函数；C0代表废旧磷酸铁锂电池的几何电容；U0代表所述测试电路的初始输出电压；σ代表导电粉体的电导率；ε0为真空介电常数；f(t)代表废旧磷酸铁锂电池的响应函数。
[0030]在其中一些实施例中，所述测试电路模块的输出电压为运算放大器输出端的电压；
[0031]所述泄漏电流通过式II计算得到：
[0032]i
D
＝U0/R
f
ꢀꢀꢀ
式II；
[0033]其中，R
f
代表反馈电阻的电阻。
[0034]本专利技术的另一方面，还提供了上述的废旧磷酸铁锂电池放电装置在回收废旧磷酸铁锂电池中的应用。
[0035]上述废旧磷酸铁锂电池放电装置包括：金属壳体、导电粉体、绝缘组件及接线端子，导电粉体充满金属壳体中，在对废旧磷酸铁锂电池放电时，将废旧磷酸铁锂电池模块放置于金属壳体中，使废旧磷酸铁锂电池模块埋没在导电粉体中，即可对废旧磷酸铁锂电池
进行放电。由于金属壳体外表面连接有接线端子，可用于连接测试电路，能够在放电过程中实时反映放电深度，无需人为进行抽样检测电池的放电深度，因此安全性更高，且能够实时反映整个电池模块的放电情况，检测效率及准确性更高。
附图说明
[0036]图1为本专利技术一实施方式的废旧磷酸铁锂电池放电装置的结构示意图；
[0037]图2为本专利技术一实施例中废旧磷酸铁锂电池的放电容量及内阻随温度的变化曲线；
[0038]图3为本专利技术一实施例中废旧磷酸铁锂电池物理放电过程的三个阶段；
[0039]图4为本专利技术一实施例中废旧磷酸铁锂电池在不同温度下的放电电流曲线；其中，由下至上分别为60℃、80℃、100℃、120℃及140℃下的放电电流曲线；
[0040]附图标记：110、金属壳体；120、导电粉体；130、绝缘组件；200、测试电路模块；210、运算放大器；220、保护电阻；230、反馈电阻；240、平衡电阻；250、示波器；260、接线端子；270、开关。
具体实施方式
[0041]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧磷酸铁锂电池放电装置，其特征在于，包括：金属壳体，所述金属壳体用于置放废旧磷酸铁锂电池模块；导电粉体，所述导电粉体设于所述金属壳体中，以使所述导电粉体包裹所述废旧磷酸铁锂电池模块，且与所述废旧磷酸铁锂电池模块和所述金属壳体连接；绝缘组件，所述绝缘组件连接于所述金属壳体外表面；及测试电路模块，所述测试电路组件与所述金属壳体连接。2.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池放电装置，其特征在于，所述测试电路模块包括：运算放大器；保护电阻，所述保护电阻的一端与所述金属壳体连接，所述保护电阻的另一端与所述运算放大器的反向输入端连接；反馈电阻，所述反馈电阻的一端与所述运算放大器的反向输入端连接，所述反馈电阻的另一端与所述运算放大器的输出端连接；平衡电阻，所述平衡电阻的一端与运算放大器的正向输入端连接，所述平衡电阻的另一端接地；及示波器，所述示波器与所述运算放大器的输出端连接，用于记录所述运算放大器的输出端的电压。3.根据权利要求2所述的废旧磷酸铁锂电池放电装置，其特征在于，所述测试电路模块还包括：接线端子，所述接线端子设于所述保护电阻与所述金属壳体之间，用于连接所述测试电路模块的组件与所述金属壳体；及开关，所述开关设置在所述接线端子及所述保护电阻之间，用于控制所述测试电路的状态。4.根据权利要求1～3任意一项所述的废旧磷酸铁锂电池放电装置，其特征在于，所述导电粉体选自铜粉及石墨中的至少一种。5.根据权利要求1～3任意一项所述的废旧磷酸铁锂电池放电装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜进桥，田杰，李艳，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：