提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统及其工作方法，包括至少两个供电模块；将多个电极板对划分为至少两个电极板对组；每个所述供电模块用于对所述电极板对组进行供电；供电模块由一个或多个供电单元并机组成；提锂脱嵌槽的每个电极板对工作电流可达20‑60A，甚至更大，本发明专利技术提供的供电模块就地供电给电极板对，供电模块的数量以及电极板对的数量可以灵活设置。根据供电单元额定电压或电流提供尽可能多数量的供电极板对，避免闲置。本申请通过供电模块分布供电的方式可以缩小整个提锂脱嵌槽的供电连接用铜母排的截面积，减少用铜量；同时简化现场线路，便于安装维修，设备选型容易。

【技术实现步骤摘要】
提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统及其工作方法
本专利技术属于分布式电源
，具体涉及一种提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统及其工作方法。
技术介绍
随着不可再生能源的消耗，新能源的开发利用是一种必然的趋势。新能源汽车作为新能源开发利用的典型代表，在近几年得到了迅速发展，并将最终超越传统燃油汽车的市场份额，逐步完成对燃油车的替代。锂作为新能源汽车动力的系统必不可少的能源金属，其市场需求也将急剧增长，锂资源的高效、环保、低成本开采对新能源汽车产业的可持续发展至关重要。锂资源主要以矿石和卤水形式存在于自然界中，其中，大部分锂资源赋存于卤水尤其是盐湖卤水中，其储量占锂资源总储量的80％以上。针对我国绝大部分盐湖卤水难以经济高效环保提取的难题，CN102382984A提出了盐湖提锂新技术，即利用水溶液锂电池的工作原理，以对锂离子具有“记忆效应”的脱锂的电池正极材料为电极材料，盐湖卤水为阴极电解液，不含镁的支持电解质为阳极电解液，从而组成的一个电化学脱嵌体系，实现锂的提取及富集，此种方法，我们称之为“电化学脱嵌法盐湖提锂”。为了解决工业生产要求高转化效率的稳定直流输出低电压大电流电源输出的问题，针对现阶段没有成熟运行经验的整套解决方案，提出一种提锂脱嵌槽的供电设备供电方法，作为提锂脱嵌槽的配套，一起完成盐湖提锂工艺。其中在正常工作时提锂脱嵌槽阴极侧单元槽体盛放的卤水或其他含有且需要分离和富集锂的溶液我们这里称之为“待提锂溶液”，并在其中放入两侧涂覆呈欠锂态的电极正极材料的电极板(以下简称阴极板)，接负极；提锂脱嵌槽阳极侧单元槽体盛放目标富集锂溶液我们称之为富锂液，并在其中放入两侧涂覆呈富锂态的电极正极材料的电极板(以下简称阳极板)，接正极。按要求通电，开始锂离子从待提锂溶液中分离出、并富集锂离子到富锂液的反应过程，阴极侧单元槽体和阳极侧单元槽体之间用离子膜隔开。阴极侧单元槽和阳极侧单元槽一起称为阴阳脱嵌单元，其中的阴极板和阳极板构成一个电极板对(我们以下简称电极板对或阴阳电极板对)。相关技术中，针对大规模工业化的生产的需要，每个提锂脱嵌槽含有的阴阳脱嵌单元可达100个或更多，针对不同的处理待提锂溶液，单个阴阳脱嵌单元工作最大电流峰值可达20-60A，那整个提锂脱嵌槽的电源工作电流输出要求达2000-6000A或更大。随着技术的深入研究发展，此电流甚至更大。对于2米长的提锂脱嵌槽，每对阴阳脱嵌单元之间的施加工作电压不能超过1V或更低。为了保持电极板对多个工作周期后性能的一致性，第一电极板对和最后一电极板对的施加电压的差值不能大于0.05V，这就对与电极板对连接的正负母排布置方式及截面积都有严格的要求，也与电源设备输出接到母线排的位置有很大关系。这样集中供电方式导致连接用的铜母线截面积较大，即铜材用量较大，否则难以满足提锂脱嵌槽正常运行需要。抑或采用从一台电源输出端单线引到每个电极板对上，这样接线可以满足电压输出，采样点选择困难或反馈控制逻辑复杂，同时现场接线较多，调试工作量大，易出问题。另外对于单台电源设备的输出要求也较高：稳压、直流低电压且大电流，同时也要高效率，设备制作困难。即使制作，内部也是采用很多个电源功率模块并机工作输出。抑或采用可控硅整流的输出，这种设备谐波大，对周围设备干扰和供电电网影响大，通常需要单独风冷或水冷系统冷却，体积大，控制相对复杂，输出精度及整机效率相对高频开关电源低。为了取得实际加到阴阳电极板对之间的电压，采样点的设置选择不好处理，采样点少，不能代表整个槽内各电极板对间的电压；采样点多，控制逻辑复杂或难以实现。因此，电源设备选择比较困难。现有技术中的供电电源无法满足对电化学脱嵌法提锂脱嵌槽的电极板对供电的经济、高效、灵活、可靠的需要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统，以解决现有技术中供电电源无法满足提锂脱嵌槽内电极板对供电的问题。为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统，包括：至少两个供电模块；将多个电极板对划分为至少两个电极板对组；每个所述供电模块用于对所述电极板对组进行供电；所述供电模块由一个或多个供电单元并机组成。进一步的，至少两个所述电极板对组之间共阳极或共阴极连接。进一步的，所述供电单元包括：电压采集模块和控制器；所述电压采集模块用于采集施加到阴阳脱嵌单元或多个阴阳脱嵌单元构成的阴阳脱嵌单元组的电压；所述阴阳脱嵌单元用于放置电极板对；所述电压采集模块包括多个电压采集点和多个电压反馈点，多个所述电压反馈点设置在所述供电单元上，多个所述电压采集点设置在其所供电的电极板对组上；所述控制器用于判断施加到同一电极板对或电极板对组上的多个所述电压反馈点采集的电压值是否一致，以及是否在预设的阈值范围内。进一步的，所述供电模块还包括：处理单元，用于在电极板对上的电压出现异常时控制其对应的供电单元退出运行。进一步的，各个供电模块之间通信连接，以及每个供电模块中的各个供电单元之间通信连接。进一步的，所述供电单元具有多种电流规格；多个具有相同电流规格的供电单元并机组成供电模块。进一步的，所述供电模块包括：备份子模块，所述备份子模块包括1或2个供电单元。本申请实施例提供一种提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统的工作方法，包括：将多个电极板对划分为至少两个电极板对组；采用供电模块对电极板对组进行供电；其中，一个供电模块对应一个电极板对组，每个所述供电模块由一个或多个供电单元并机组成。进一步的，多个所述电极板对组之间共阳极或共阴极连接。进一步的，将多个电极板对划分为具有相同数量电极板对的多个电极板对组，根据电极板对组需要的供电电流大小，选择相同电流规格的多个供电单元进行并机组成为适合电极板对组需要的供电电流大小的供电模块。本专利技术采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：本专利技术提供一种提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统及其工作方法，包括至少两个供电模块；将多个电极板对划分为至少两个电极板对组；每个所述供电模块用于对所述电极板对组进行供电；至少两个电极板对组之间共阳极或共阴极连接；本专利技术利用阴阳电极板对的供电需求特点：每个阴阳电极板对通电就可构成一个最小的提锂单元来工作，每个电极板对工作电流大约在20-60A或更大。这样就可以采用能满足供电参数的一个供电单元或供电模块就地供给一个电极板对，也可采用能满足几个电极板对的电源模块(或几个供电单元并机)给并联在一起几个电极板对(组成电极板对组)供电，供电模块通过铜母排连接给这几个电极板对供电。供电模块中的供电单元的数量及供电参数与电极板对相匹配就可以，灵活配置，避免容量浪费。除此之外，本申请通过至少两个供电模块就近分布式供电方式还可以缩短供电距离，减小压降，提高供电效率，同时缩小铜排截面积，减少了用铜量；简化了线路，安装调试方便；电源模块出现问题时，更换维修迅速，减少对于生产的影响。...

【技术保护点】
1.一种提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统，其特征在于，包括：至少两个供电模块；将多个电极板对划分为至少两个电极板对组；/n所述供电模块用于对所述电极板对组进行供电；/n所述供电模块由一个或多个供电单元并机组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统，其特征在于，包括：至少两个供电模块；将多个电极板对划分为至少两个电极板对组；
所述供电模块用于对所述电极板对组进行供电；
所述供电模块由一个或多个供电单元并机组成。


2.根据权利要求1所述的提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统，其特征在于，至少两个所述电极板对组之间共阳极或共阴极连接。


3.根据权利要求1所述的提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统，其特征在于，所述供电单元包括：
电压采集模块和控制器；
所述电压采集模块用于采集施加到阴阳脱嵌单元或多个阴阳脱嵌单元构成的阴阳脱嵌单元组的电压；所述阴阳脱嵌单元用于放置电极板对；
所述电压采集模块包括多个电压采集点和多个电压反馈点，多个所述电压反馈点设置在所述供电单元上，多个所述电压采集点设置在其所供电的电极板对组上；
所述控制器用于判断施加到同一电极板对或电极板对组上的多个所述电压反馈点的电压值是否一致，以及是否在预设的阈值范围内。


4.根据权利要求3所述的提锂脱嵌槽用分布式供电电源系统，其特征在于，所述供电模块还包括：
处理单元，用于在电极板对上的电压出现异常时控制其对应的供电单元退出运行。


5.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治奎，
申请(专利权)人：石家庄嘉硕电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13