一种废旧锂离子电池放电与产氢一体化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种废旧锂离子电池放电与产氢一体化系统，包括多个废旧锂离子电池单体组装的电源、电解池、控制器、电池外观检测装置和电池充放电性能测试装置，电源与电解池连接为电解池提供电解反应所需的电能，通过电解水产氢工艺将退役电池的剩余电量有效利用起来，经过充分放电后的退役电池可以直接进入回收的拆解步骤，既利用了剩余电能又省去了放电步骤。电步骤。电步骤。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧锂离子电池放电与产氢一体化系统


[0001]本技术属于废旧电池回收领域，涉及一种废旧锂离子电池放电与产氢一体化系统。

技术介绍

[0002]伴随电池使用量的增加，退役电池的数量急剧上升。由于退役电池的正负极材料、电解液和其他物质会造成一定程度上的环境污染问题，同时退役电池中仍含有一定的有价金属，所以废旧电池必须要回收。由于废旧电池通常含有一定的剩余电量，在传统回收工艺中首先需要进行放电处理。目前放电工艺为盐水放电，而这种方式不仅产生大量高盐放电废水，同时浪费了电池中的剩余能量。应当采用一定的手段将代替盐水放电工艺，且实现电池余能进行高值化利用。
[0003]氢能是新能源之一，是应新时代能源发展的一种绿色能源，开发和存储氢气技术是发展绿氢的关键。电解水制氢简单、无污染是应用较广且比较成熟的方法，但其较大的耗电量限制了该方法的进一步应用。电解水制氢耗电量大的问题有待解决。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本技术的目在于提供一种安全环保，能源回收效率高的废旧锂离子电池放电与产氢一体化系统，解决了电池在传统放电过程中废水排放与能源浪费和电解水产氢方法中能耗大的问题。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种废旧锂离子电池放电与产氢一体化系统，包括电源、电解池、控制器、电池外观检测装置和电池充放电性能测试装置；
[0007]所述电源是经过筛选得到的多个废旧锂离子电池单体组装而成，电源与电解池连接为电解池提供电解反应所需的电能，电池外观检测装置和电池充放电性能测试装置分别用于检测电池外观形貌和电压，控制器与电源、电池外观检测装置和电池充放电性能测试装置连接通过判断电池状态控制电解池工作；
[0008]所述电解池分别连接用于收集电解所得氢气和氧气的氢气储存罐和氧气储存罐，氢气储存罐和氧气储存罐与电解池连接的管路上分别设置有氢气纯化装置和氧气纯化装置。
[0009]进一步，所述氢气储存罐和氧气储存罐上分别安装有氢气压力传感器和氧气压力传感器，氢气压力传感器和氧气压力传感器均与控制器相连。
[0010]进一步，所述氢气纯化装置和氧气纯化装置均包括冷却装置和气液分离装置。
[0011]进一步，所述氢气储存罐和氧气储存罐分别安装有氧气压力调节器和氢气压力调节器，通过氧气压力调节器和氢气压力调节器连接有氧气和氢气输出管路。
[0012]进一步，所述电解池包括阴极室和阳极室，阴极室和阳极室以陶瓷隔膜分隔开。
[0013]进一步，所述陶瓷隔膜包括支撑体，在支撑体上开设有锂离子通道。
[0014]本技术具有以下有益效果：
[0015]本技术的废旧锂离子电池放电与产氢一体化系统，包括多个废旧锂离子电池单体组装的电源、电解池、控制器、电池外观检测装置和电池充放电性能测试装置，电源与电解池连接为电解池提供电解反应所需的电能，通过电解水产氢工艺将退役电池的剩余电量有效利用起来，经过充分放电后的退役电池可以直接进入回收的拆解步骤，既利用了剩余电能又省去了放电步骤。
[0016]传统水电解制氢工艺所需电压通常在1.8～2.0V，最低的驱动力为1.23V，本技术中电解池的阴极室和阳极室以陶瓷隔膜分隔开，碱
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酸混合电解系统通过陶瓷锂离子交换膜成功地将碱性电解质溶液中的低OER电位和酸性电解质溶液中的高HER电位结合起来。使得所需最低电压低于理论值，本技术水电解制氢技术降低了所需驱动力，能够在最低电压0.78V的驱动力下正常运行，很大程度上降低了电能消耗。电解池分别连接用于收集电解所得氢气和氧气的氢气储存罐和氧气储存罐，能够在电解水的过程中避免氢气和氧气混合，为后续工艺提供便于纯化的气体，提高系统运行的稳定性。
[0017]配备有电池外观检测装置和电池充放电性能测试装置，分别用于检测电池外观形貌和电压，工作之前先对废旧电池进行外观和性能检测，根据检测结果筛选合适的电池作为电解池的电源，设置控制器，控制器与电源、电池外观检测装置和电池充放电性能测试装置连接通过判断电池状态控制电解池工作，保证电解反应正常、高效的工作。
附图说明
[0018]图1为本技术的系统结构示意图；
[0019]图2为本技术中电解池的工作原理图；
[0020]图3为电解池中陶瓷锂离子交换膜的结构示意图；
[0021]图中：1
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电源；2
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电解池；3
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氢气纯化装置；4
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氧气纯化装置；5
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氢气储存罐； 6
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氧气储存罐；7
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氢气压力传感器；8
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氧气压力传感器；9
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氢气压力调节器；10
‑ꢀ
氧气压力调节器；11
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控制器；12
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电池外观检测装置；13
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电池充放电性能测试装置；14
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陶瓷隔膜；15
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阴极室；16
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阳极室；17
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锂离子通道；18
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支撑体；a
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氢气压力传感器信号；b
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氧气压力传感器信号；c
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电源控制信号；d
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电源压力信号；e
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电池外观数据信号；f
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电池充放电性能数据信号。
具体实施方式
[0022]以下结合实施例对本技术的具体内容做进一步详细解释说明。
[0023]如图1所示，本技术的废旧锂离子电池放电与产氢一体化系统包括电源 1、电解池2、氢气纯化装置3、氧气纯化装置4、氢气储存罐5、氧气储存罐6、氢气压力传感器7、氧气压力传感器8、氢气压力调节器9、氧气压力调节器10、控制器11、电池外观检测装置12和电池充放电性能测试装置13。
[0024]电池外观检测装置12包括工业相机，工作时将废旧电池逐一置于传送带上，电池通过扫描仪时采用工业相机采集电池外观数据，数据传送至计算机处理。经过剔除后的剩余电池传送至电池充放电性能测试装置13检测到多种数据，由计算机处理和显示。
[0025]将退役电池进行检测筛选获得一致性良好的电池组合，经筛选的电池组装成集成
电源与电解池相连，所述电解池将析出的氢气和氧气分别输送至氢气纯化装置3和氧气纯化装置4。所述氢气纯化装置3、氧气纯化装置4分别与氢气储存罐 5、氧气储存罐6连接，在储存罐之后分别安装压力调节器。所述控制器11连接于电源1及分别安装在氢气、氧气储存罐上的氢气压力传感器7和氧气压力传感器8。
[0026]控制器11与电源1相连，获得电源电压信号d，控制器11反馈电源控制信号c给电源1，电源设置有继电器控制回路，通过电源继电器控制电源与电解池2 连接的通断；氢气与氧气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧锂离子电池放电与产氢一体化系统，其特征在于：包括电源(1)、电解池(2)、控制器(11)、电池外观检测装置(12)和电池充放电性能测试装置(13)；所述电源(1)是经过筛选得到的多个废旧锂离子电池单体组装而成，电源(1)与电解池(2)连接为电解池提供电解反应所需的电能，电池外观检测装置(12)和电池充放电性能测试装置(13)分别用于检测电池外观形貌和电压，控制器(11)与电源(1)、电池外观检测装置(12)和电池充放电性能测试装置(13)连接通过判断电池状态控制电解池工作；所述电解池(2)分别连接用于收集电解所得氢气和氧气的氢气储存罐(5)和氧气储存罐(6)，氢气储存罐(5)和氧气储存罐(6)与电解池(2)连接的管路上分别设置有氢气纯化装置(3)和氧气纯化装置(4)。2.如权利要求1所述的废旧锂离子电池放电与产氢一体化系统，其特征在于：所述氢气储存罐(5)和氧气储存罐(6)上分别安装有氢气压力传感器(7)和氧气压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国锐，周欣宇，丁书江，延卫，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：