CN116073003B - 一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置 - Google Patents

一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置，包括反应池与取出单元，所述反应池上固定安装有取出单元，本发明通过反应池与取出单元相配合，对三元锂电池单体电芯进行放电处理，并对反应液进行处理，保证经过放电反应后的反应液可继续使用，且将放电反应中产生的锂离子与反应液分离，以便于进行使用，提高三元锂电池单体电芯的利用率，防止资源的浪费，同时避免产生废料，从而增加后续对反应液的防污染处理工序，增加设备的加工成本，且在对三元锂电池单体电芯进行放电反应的同时，可通过取出单元对后一组的待处理的三元锂电池单体电芯进行摆放，避免不必要的时间浪费，提高设备的效率。

Description

一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置
技术领域
本发明涉及三元锂电池单体电芯的残余电量放电处理技术领域，具体为一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置。
背景技术
三元锂电池单体电芯是指是指正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的电芯，其是构成锂电池的主要部分，三元复合正极材料是以镍盐、钴盐、锰盐为原料，根据实际需要调整一定比例构成的，使用三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高，缺点是，电压低，因此其主要在电压需要较低的电器上进行使用。
三元锂电池单体电芯在长时间使用后，其性能降低，无法满足电器使用，因此需要将其更换，更换后的三元锂电池单体电芯根据其性能可将其分为可梯级利用与不可梯级利用两种，可进行梯级利用的三元锂电池单体电芯进行在处理后，用于更低电压需求的电器，而不可梯级利用的三元锂电池单体电芯需要放入10~15%的硫酸钠盐水中，使电池正负极短路放电，放电时间约20~50h，将电池的残余电量放完，且工作条件为常温常压。
整个反应过程中，硫酸钠与锂离子反应，因此硫酸钠盐水的成分含量会改变，导致后续再次进行放电反应的三元锂电池单体电芯的放电反应速度降低甚至不反应，因此需要及时更换硫酸钠盐水，且需要另外设置防污染处理设备，对反应液进行处理，但经过处理的反应液依旧易造成环境的污染，由于单次三元锂电池单体电芯的反应时间较长，且每次反应前需要将三元锂电池单体电芯进行排列，保证反应液与三元锂电池单体电芯正负极完全接触，因此需要花费一定的时间，降低设备的加工效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置。
一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置，包括容纳三元锂电池单体电芯进行放电反应的反应池与取出三元锂电池单体电芯的取出单元，所述反应池上固定安装有取出单元。
所述反应池包括方形池，方形池内盛放有硫酸钠溶液，方形池内固定安装有冷却架，方形池下端固定安装有过滤架，方形池内部固定安装有均匀架，均匀架与过滤架固定连接，方形池上端固定安装有上料架，上料架内盛放有氢氧化钠溶液。
所述取出单元包括电动推杆，方形池左右对称固定安装有电动推杆，电动推杆上端固定安装有固定圆柱，固定圆柱上端共同转动连接有支撑柱，固定圆柱左端通过电机座固定安装有步进电机一，步进电机一输出轴通过联轴器与支撑柱固定连接，支撑柱上下两端对称固定安装有定位组，定位组由左右对称排布的方形柱构成，左右对称的方形柱之间共同转动连接有盛放篮，盛放篮底部固定安装有配重块。
优选技术方案一：所述方形池底部开设有弧形锥槽，弧形锥槽下端开设有排污口，排污口下端固定安装有过滤架，方形池内壁以及外表面均固定安装有陶瓷板，方形池上均匀开设有弯钩通道，弯钩通道之间联通，方形池后侧且位于方形池中部的弯形通道上端开设有联通通道。
优选技术方案二：所述冷却架包括冷却弯管，方形池内固定安装有冷却弯管，冷却弯管末端均固定安装有伸长管，一侧的伸长管末端固定安装有水泵，水泵与另一侧的伸长管之间固定安装有螺旋形冷却管，冷却弯管与螺旋形冷却管内充满冷却液。
优选技术方案三：所述均匀架包括方形螺旋管，方形池内端固定安装有方形螺旋管，方形螺旋管内端均匀固定安装有出水口，方形螺旋管一端与方形池内联通，方形螺旋管另一端与过滤架固定连接。
优选技术方案四：所述过滤架包括直角弯管, 方形池下端固定安装有直角弯管,直角弯管内壁固定安装有过滤板, 直角弯管下侧且位于过滤板左侧开设有锥形出料口,出料口内以螺纹连接的方式连接有橡胶塞, 直角弯管外壁转动连接有环形件,环形件内壁固定安装有磁石块,过滤板左端转动连接有刮除板,刮除板左端固定安装有磁吸件, 均匀架与直角弯管末端固定连接。
优选技术方案五：所述上料架包括盛料盒,反应池后端固定安装有盛料盒,盛料盒内盛放有氢氧化钠溶液，盛料盒前端固定安装有出料管, 盛料盒上端固定安装有进料管,进料管上侧内端以螺纹连接的方式连接有玻璃塞,出料管末端固定安装有耐酸碱自吸泵，耐酸碱自吸泵与联通通道连接。
优选技术方案六：所述盛放篮包括网格筐, 左右对称的方形柱之间共同转动连接有网格筐，网格筐表面固定安装有海绵块，网格筐内端放置有分隔网格板，分隔网格板表面固定安装有海绵板。
优选技术方案七：所述方形池前侧固定安装有PH检测仪，方形池前侧且位于PH检测仪右侧固定安装有温度显示仪，方形池前端外壁固定安装有计时器。
本发明具备以下有益效果：1、本发明提供的一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置，通过反应池与取出单元相配合，对三元锂电池单体电芯进行放电处理，并对反应液进行处理，保证经过放电反应后的反应液可继续使用，且将放电反应中产生的锂离子与反应液分离，以便于进行使用，提高三元锂电池单体电芯的利用率，防止资源的浪费，同时避免产生废料，从而增加后续对反应液的防污染处理工序，增加设备的加工成本，且在对三元锂电池单体电芯进行放电反应的同时，可通过取出单元对后一组的待处理的三元锂电池单体电芯进行摆放，避免不必要的时间浪费，提高设备的效率。
2、本发明设置的反应池，通过陶瓷板防止方形池内壁被溶液腐蚀，通过弯钩通道便于将氢氧化钠溶液分布于方形池内部，通过螺旋形冷却管增加螺旋形冷却管与外界环境接触的路径长度，且无需较大的工作场地。
3、本发明设置的反应池，通过过滤板对反应液进行过滤，通过转动环形件，从而通过磁石块带动磁吸件与刮料板转动，从而将过滤板表面的沉淀杂质刮除，聚集在锥形出料口内，通过打开橡胶塞将沉淀杂质排出直角弯管。
4、本发明设置的取出单元，通过海绵块与海绵板保证溶液与三元锂电池单体电芯表面完全接触，防止网格筐非镂空处与三元锂电池单体电芯正负极表面接触，从而妨碍正负极与反应液接触进行反应。
附图说明
图1为本发明的主视立体结构示意图；
图2为本发明的后视立体结构示意图；
图3为本发明的主视剖视平面结构示意图；
图4为本发明的图3的N处的局部放大图；
图5为本发明的主视平面结构示意图；
图6为本发明的图5的A-A向的剖视图。
图中：1、反应池；11、方形池；111、弧形锥槽；112、排污口；113、陶瓷板；114、弯钩通道；115、联通通道；12、冷却架；121、冷却弯管；122、伸长管；123、水泵；124、螺旋形冷却管；13、过滤架；131、直角弯管；132、过滤板；133、锥形出料口；134、橡胶塞；135、环形件；136、磁石块；137、刮除板；138、磁吸件；14、均匀架；141、方形螺旋管；142、出水口；15、上料架；151、出料管；152、盛料盒；153、进料管；154、玻璃塞；155、耐酸碱自吸泵；2、取出单元；21、电动推杆；22、固定圆柱；23、支撑柱；24、步进电机一；25、方形柱；26、盛放篮；261、网格筐；262、海绵块；263、分隔网格板；264、海绵板；27、配重块；101、PH检测仪；102、温度显示仪；103、计时器。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置，包括容纳三元锂电池单体电芯进行放电反应的反应池1与取出三元锂电池单体电芯的取出单元2，所述反应池1上固定安装有取出单元2。
继续参阅图1，所述反应池1包括方形池11，方形池11内盛放有硫酸钠溶液，方形池11内固定安装有冷却架12，方形池11下端固定安装有过滤架13，方形池11内部固定安装有均匀架14，均匀架14与过滤架13固定连接，方形池11上端固定安装有上料架15，上料架15内盛放有氢氧化钠溶液；首先将三元锂电池单体电芯放置在取出单元2内，通过取出单元2将三元锂电池单体电芯浸入方形池11内的硫酸钠溶液中，使三元锂电池单体电芯进行放电反应，反应过程中，放出一定的热量，通过冷却架12对反应液进行降温处理，放电反应结束后，通过取出单元2将三元锂电池单体电芯与硫酸钠溶液分离，此时将氢氧化钠溶液通过上料架15通入方形池11内，同时通过均匀架14使混合液快速流动，从而使其混合均匀，氢氧化钠与放电反应后的生成物硫酸锂之间反应，生成氢氧化锂沉淀，通过过滤架13对反应液进行过滤，将沉淀物与溶液分离，保证过滤后的溶液符合硫酸钠溶液的标准，以便于进行后续电芯的放电使用。
参阅图1与图3，所述取出单元2包括电动推杆21，方形池11左右对称固定安装有电动推杆21，电动推杆21上端固定安装有固定圆柱22，固定圆柱22上端共同转动连接有支撑柱23，固定圆柱22左端通过电机座固定安装有步进电机一24，步进电机一24输出轴通过联轴器与支撑柱23固定连接，支撑柱23上下两端对称固定安装有定位组，定位组由左右对称排布的方形柱25构成，左右对称的方形柱25之间共同转动连接有盛放篮26，盛放篮26底部固定安装有配重块27；首先将三元锂电池单体电芯放置在下侧的盛放篮26中，通过电动推杆21带动盛放篮26与三元锂电池单体电芯向下移动，进入硫酸钠溶液，进行放电反应，此时将后续需要进行放电反应的三元锂电池单体电芯放置在上侧的盛放篮26中，当下侧的三元锂电池单体电芯放电反应完成后，通过电动推杆21使下侧的盛放篮26与硫酸钠溶液分离，此时通过步进电机一24带动支撑柱23转动，从而使上下两侧的盛放篮26位置转换，当反应池1溶液过滤调配完成后，通过电动推杆21带动转换后的三元锂电池单体电芯进入硫酸钠溶液，以便于对上侧的三元锂电池单体电芯进行放电处理，通过配重块27保证转动过程中，盛放篮26始终处于开口朝上的状态。
参阅图3、图5与图6，所述方形池11底部开设有弧形锥槽111，弧形锥槽111下端开设有排污口112，排污口112下端固定安装有过滤架13，方形池11内壁以及外表面均固定安装有陶瓷板113，方形池11上均匀开设有弯钩通道114，弯钩通道114之间联通，方形池11后侧且位于方形池11中部的弯形通道上端开设有联通通道115；通过弧形锥槽111使沉淀以及三元锂电池单体电芯表面的杂质顺利聚集进入排污口112，最终通过过滤架13进行过滤，通过陶瓷板113防止方形池11内壁被溶液腐蚀，通过弯钩通道114便于将氢氧化钠溶液分布于方形池11内部。
参阅图3与图5，所述冷却架12包括冷却弯管121，方形池11内固定安装有冷却弯管121，冷却弯管121末端均固定安装有伸长管122，一侧的伸长管122末端固定安装有水泵123，水泵123与另一侧的伸长管122之间固定安装有螺旋形冷却管124，冷却弯管121与螺旋形冷却管124内充满冷却液；通过水泵123带动冷却液在冷却弯管121与螺旋形冷却管124内循环流动，通过螺旋形冷却管124与外界环境接触，从而对冷却液进行冷却降温，通过螺旋形冷却管124增加螺旋形冷却管124与外界环境接触的路径长度，且无需较大的工作场地。
参阅图3，所述均匀架14包括方形螺旋管141，方形池11内端固定安装有方形螺旋管141，方形螺旋管141内端均匀固定安装有出水口142，方形螺旋管141一端与方形池11内联通，方形螺旋管141另一端与过滤架13固定连接；通过过滤架13与方形螺旋管141相配合，使反应液在过滤架13与方形螺旋管141以及方形池11内循环流动，通过出水口142加快反应液均匀的速度。
参阅图4，所述过滤架13包括直角弯管131, 方形池11下端固定安装有直角弯管131, 直角弯管131内壁固定安装有过滤板132, 直角弯管131下侧且位于过滤板132左侧开设有锥形出料口133,出料口内以螺纹连接的方式连接有橡胶塞134, 直角弯管131外壁转动连接有环形件135,环形件135内壁固定安装有磁石块136,过滤板132左端转动连接有刮除板137,刮除板137左端固定安装有磁吸件138, 均匀架14与直角弯管131末端固定连接；通过过滤板132对反应液进行过滤，通过转动环形件135，从而通过磁石块136带动磁吸件138与刮料板转动，从而将过滤板132表面的沉淀杂质刮除，聚集在锥形出料口133内，通过打开橡胶塞134将沉淀杂质排出直角弯管131。
参阅图6，所述上料架15包括盛料盒152,反应池1后端固定安装有盛料盒152,盛料盒152内盛放有氢氧化钠溶液，盛料盒152前端固定安装有出料管151, 盛料盒152上端固定安装有进料管153,进料管153上侧内端以螺纹连接的方式连接有玻璃塞154,出料管151末端固定安装有耐酸碱自吸泵155，耐酸碱自吸泵155与联通通道115连接；通过玻璃塞154对盛料盒152进行封口，从而对氢氧化钠溶液进行贮存，通过耐酸碱自吸泵155将氢氧化钠溶液输送至联通通道115，最终通过弯钩通道114排出至方形池11内。
参阅图2、图3与图6，所述盛放篮26包括网格筐261, 左右对称的方形柱25之间共同转动连接有网格筐261，网格筐261表面固定安装有海绵块262，网格筐261内端放置有分隔网格板263，分隔网格板263表面固定安装有海绵板264；通过分隔网格板263便于对三元锂电池单体电芯进行分隔摆放，通过海绵块262与海绵板264保证溶液与三元锂电池单体电芯表面完全接触，防止网格筐261非镂空处与三元锂电池单体电芯正负极表面接触，从而妨碍正负极与反应液接触进行反应。
参阅图1，所述方形池11前侧固定安装有PH检测仪101，方形池11前侧且位于PH检测仪101右侧固定安装有温度显示仪102，方形池11前端外壁固定安装有计时器103；通过PH检测仪101监测方形池11内的溶液PH值，判断氢氧化钠溶液是否过量，通过温度显示仪102测试反应液温度，便于控制冷却架12进行冷却降温，通过计时器103记录三元锂电池单体电芯反应完全所需要花费的时间，以便于后续的反应时间控制。
具体工作时，首先将三元锂电池单体电芯放置在下侧的盛放篮26中，通过电动推杆21带动盛放篮26与三元锂电池单体电芯向下移动，进入硫酸钠溶液，进行放电反应，同时将后续需要进行放电反应的三元锂电池单体电芯放置在上侧的盛放篮26中，反应过程中，放出一定的热量，通过冷却架12对反应液进行降温处理，放电反应结束后，通过电动推杆21使下侧的盛放篮26与硫酸钠溶液分离，此时通过步进电机一24带动支撑柱23转动，从而使上下两侧的盛放篮26位置转换，此时将氢氧化钠溶液通过上料架15通入方形池11内，同时通过均匀架14使混合液快速流动，从而使其混合均匀，氢氧化钠与放电反应后的生成物硫酸锂之间反应，生成氢氧化锂沉淀，通过过滤架13对反应液进行过滤，将沉淀物与溶液分离，保证过滤后的溶液符合硫酸钠溶液的标准，以便于进行后续电芯的放电使用，当反应池1溶液过滤调配完成后，通过电动推杆21带动转换后的三元锂电池单体电芯进入硫酸钠溶液，以便于对上侧的三元锂电池单体电芯进行放电处理，通过配重块27保证转动过程中，盛放篮26始终处于开口朝上的状态。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置，包括容纳三元锂电池单体电芯进行放电反应的反应池(1)与取出三元锂电池单体电芯的取出单元(2)，其特征在于：所述反应池(1)上固定安装有取出单元(2)；其中：
所述反应池(1)包括方形池(11)，方形池(11)内盛放有硫酸钠溶液，方形池(11)内固定安装有冷却架(12)，方形池(11)下端固定安装有过滤架(13)，方形池(11)内部固定安装有均匀架(14)，均匀架(14)与过滤架(13)固定连接，方形池(11)上端固定安装有上料架(15)，上料架(15)内盛放有氢氧化钠溶液；
所述方形池(11)底部开设有弧形锥槽(111)，弧形锥槽(111)下端开设有排污口(112)，排污口(112)下端固定安装有过滤架(13)，方形池(11)内壁以及外表面均固定安装有陶瓷板(113)，方形池(11)上均匀开设有弯钩通道(114)，弯钩通道(114)之间联通，方形池(11)后侧且位于方形池(11)中部的弯形通道上端开设有联通通道(115)；
所述过滤架(13)包括直角弯管(131), 方形池(11)下端固定安装有直角弯管(131)；
所述均匀架(14)包括方形螺旋管(141)，方形池(11)内端固定安装有方形螺旋管(141)，方形螺旋管(141)内端均匀固定安装有出水口(142)，方形螺旋管(141)一端与方形池(11)内联通，方形螺旋管(141)另一端与过滤架(13)固定连接；
所述上料架(15)包括盛料盒(152),反应池(1)后端固定安装有盛料盒(152),盛料盒(152)内盛放有氢氧化钠溶液，盛料盒(152)前端固定安装有出料管(151), 盛料盒(152)上端固定安装有进料管(153),进料管(153)上侧内端以螺纹连接的方式连接有玻璃塞(154),出料管(151)末端固定安装有耐酸碱自吸泵(155)，耐酸碱自吸泵(155)与联通通道(115)连接；
所述取出单元(2)包括电动推杆(21)，方形池(11)左右对称固定安装有电动推杆(21)，电动推杆(21)上端固定安装有固定圆柱(22)，固定圆柱(22)上端共同转动连接有支撑柱(23)，固定圆柱(22)左端通过电机座固定安装有步进电机一(24)，步进电机一(24)输出轴通过联轴器与支撑柱(23)固定连接，支撑柱(23)上下两端对称固定安装有定位组，定位组由左右对称排布的方形柱(25)构成，左右对称的方形柱(25)之间共同转动连接有盛放篮(26)，盛放篮(26)底部固定安装有配重块(27)。
2.根据权利要求1所述的一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置，其特征在于：所述冷却架(12)包括冷却弯管(121)，方形池(11)内固定安装有冷却弯管(121)，冷却弯管(121)末端均固定安装有伸长管(122)，一侧的伸长管(122)末端固定安装有水泵(123)，水泵(123)与另一侧的伸长管(122)之间固定安装有螺旋形冷却管(124)，冷却弯管(121)与螺旋形冷却管(124)内充满冷却液。
3.根据权利要求1所述的一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置，其特征在于：所述直角弯管(131)内壁固定安装有过滤板(132), 直角弯管(131)下侧且位于过滤板(132)左侧开设有锥形出料口(133),出料口内以螺纹连接的方式连接有橡胶塞(134),直角弯管(131)外壁转动连接有环形件(135),环形件(135)内壁固定安装有磁石块(136),过滤板(132)左端转动连接有刮除板(137),刮除板(137)左端固定安装有磁吸件(138), 均匀架(14)与直角弯管(131)末端固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置，其特征在于：所述盛放篮(26)包括网格筐(261), 左右对称的方形柱(25)之间共同转动连接有网格筐(261)，网格筐(261)表面固定安装有海绵块(262)，网格筐(261)内端放置有分隔网格板(263)，分隔网格板(263)表面固定安装有海绵板(264)。
5.根据权利要求1所述的一种用于三元锂电池单体电芯的残余电量放电装置，其特征在于：所述方形池(11)前侧固定安装有PH检测仪(101)，方形池(11)前侧且位于PH检测仪(101)右侧固定安装有温度显示仪(102)，方形池(11)前端外壁固定安装有计时器(103)。
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