CN106207297A - 一种废旧锂离子电池完全放电的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧锂离子电池完全放电的方法，其包括使用电阻负载放电设备将锂离子电池放电至电压为0‑2V；对放电后的锂离子电池进行针刺二次放电；针刺后的锂离子电池静置20‑40分钟后，锂离子电池电压下降到0V。本发明的放电方法安全可靠、效率高，且处理过程不产生二次污染。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池回收领域，具体涉及一种废旧锂离子电池完全放电的方法。
背景技术
锂电池因其工作电压高、比能量大、自放电小等突出特点，被广泛用于诸多领域，特别是手机、电子行业。随着锂电池应用的不断发展，汽车工业也逐渐将锂电池用作其动力源提供动力。目前是将多个锂电池单元进行串、并联构成大、中型电池模组，这样就具备了高输出、大容量的特点可以满足汽车等大中型设备的需求。并且，二次电池作为用于解决现有适用化石燃料汽油车、柴油车等大气污染等问题而提出的电动汽车（EV）、混合动力电动汽车（HEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）等动力源而备受关注。
但锂电池具有一定的使用周期，一旦达到其使用周期后就会面临报废退役。有关业内人士表示，在4～5年之后，就将有大量的动力电池即将退役。据中国汽车技术研究中心专家预测，到2020年，我国电动汽车动力电池累计报废量将达到12万～17万吨的规模。所以动力电池的回收已经迫在眉睫。
废旧锂离子电池在拆解的过程中，由于材料、残余电量的原因，在高温、压力、电火花等因素下，可能引发电池的自燃甚至爆炸。特别是动力电池的容量较大，自燃或爆炸对拆解人员和设备的安全将造成重大的威胁。因此，对于目前锂离子电池回收而言，急需一种安全可靠的方法完成锂离子电池的完全放电。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种废旧锂离子电池完全放电的方法，防止电池在拆解过程中产生高温甚至起火爆炸。
本发明的技术方案如下：
一种废旧锂离子电池完全放电的方法，其包括如下步骤：
（1）使用电阻负载放电设备将锂离子电池放电至电压为0-2V；
（2）对放电后的锂离子电池进行针刺二次放电；
（3）针刺后的锂离子电池静置20-40分钟后，锂离子电池电压下降到0V。
进一步方案，所述负载放电设备包括控制器和至少一个放电负载，所述放电负载是由若干个电阻并联而成，每个电阻串联一个开关，所述开关均与控制器连接。
进一步方案，所述放电负载还包括对放电负载进行散热的冷却风机。
进一步方案，所述放电负载的电流小于5C。防止电流过大，电池本身产热严重，发生危险。
进一步方案，所述针刺放电的针刺钢针的直径为1-5mm；针刺时将从针刺孔中流出的电解液进行收集。
进一步方案，所述针刺放电是选择在锂离子电池的正、负极极耳之间的位置进行针刺。从而保证了针刺时的安全性。
本发明使用电阻负载放电设备对废旧锂离子电池进行放电，电阻负载放电设备上设有多个放电负载，单独工作且互不干扰，能同时对废旧锂离子电池进行放电，当废旧锂离子电池的电压达到设定的截止电压0-2V后，则停止放电。其中放电负载是由多个电阻并联构成，且每个电阻串联一个开关，通过控制器控制开关来实现放电负载的中开路电阻的数量，从而实现调节其外接负载的大小。另外，还设有冷却风机对电阻进行散热，避免电阻工作升温而对锂离子电池造成安全隐患。
本发明中所涉及的控制器是现购产品，其作用是控制放电负载上各开关的开、关及对放电的锂电池电量的检测，本发明不涉及控制器的内部结构与工作原理，仅采用现有的控制器产品来实现本发明的连接和控制。
所以放电负载中电阻的的阻值大小及并联电阻的数量是根据所需放电的电流范围来确定的。
使用电阻负载放电设备将锂离子电池放电至0-2V电压后，由于电池内仍残留小部分能量，故放置一段时间后锂离子电池电压会反弹升高，此时若直接拆解电池，容易发生冒烟、起火现象。故需要对其进行针刺二次放电，针刺后放置一段时间，电池电压即会下降到0V。并且针刺时及针刺后，电池温度变化很小，不会发生危险。
若不经过电阻负载放电设备先对锂离子电池进行放电而直接对锂离子电池进行针刺，但由于锂离子电池电量较高，电池的温度会升高到50度以上，部分电池针刺后内部形成短路，反应剧烈，电池产生高温，容易发生起火甚至爆炸。
所以本发明作简单可行，安全可靠，效率高，处理过程不产生二次污染，适合大规模工业化应用。
附图说明
图1是本发明中电阻负载放电设备中的放电负载工作示意图。
具体实施方式
下面将通过附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1:
电阻负载放电包括多个放电负载，可以实现多只电池同时放电。如图1所示，放电负载1是由并联的电阻R1、R2、R3、R4及与各电阻对应串联的开关K1、K2、K3、K4构成。其中R1、R2、R3、R4的电阻值分别为100毫欧、80毫欧、60毫欧、40毫欧。然后将放电负载1通过导线与待放电的废旧锂离子电池3的正、负极分别连接形成放电电路。通过控制器控制开关K1、K2、K3、K4来控制放电时的电阻及设置放电的截止电压。当电压达到设定的截止电压后，则停止放电。冷却风机2对电阻进行散热。
实施例2:
取一只容量为14AH、电压为3.4V的废旧锂离子电池，连接在电阻负载放电设备上的放电负载的两端，放电负载的电阻选择60毫欧，如图1则将开关K1、K3、K4断开，而K2闭合。放电截至电压设置为1.5V，放电后16分11秒，电池电压下降到1.5V，停止放电。待1.5小时后电池的电压会反弹到2.9V。
使用直径为3mm的钢针刺穿锂离子电池的正、负极极耳之间的位置，针刺时避开电池机耳位置；
针刺后静置27分钟后锂离子电池的电压下降到0V，电池温度变化在5摄氏度以内，不会发生危险。
实施例3:
取一只容量为20AH、电压为3.4V的废旧锂离子电池，连接在电阻负载放电设备上的放电负载的两端，放电负载的电阻选择40毫欧，则将如图1中的开关K1、K2、K3断开，K4闭合。放电截至电压设置为1.5V。放电后15分49秒，电池电压下降到1.5V，停止放电。1.5h后电池电压反弹到3.0V。
使用直径为5mm的钢针刺穿锂离子电池的正、负极极耳之间的位置，针刺时避开电池机耳位置；
针刺后静置32分钟后电池电压下降到0V，电池温度变化在5摄氏度以内，不会发生危险。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种废旧锂离子电池完全放电的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）使用电阻负载放电设备将锂离子电池放电至电压为0-2V；
（2）对放电后的锂离子电池进行针刺二次放电；
（3）针刺后的锂离子电池静置20-40分钟后，锂离子电池电压下降到0V。
2.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池完全放电的方法，其特征在于：所述负载放电设备包括控制器和至少一个放电负载，所述放电负载是由若干个电阻并联而成，每个电阻串联一个开关，所述开关均与控制器连接。
3.根据权利要求2所述的一种废旧锂离子电池完全放电的方法，其特征在于：所述放电负载还包括对放电负载进行散热的冷却风机。
4.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池完全放电的方法，其特征在于：所述放电负载的电流小于5C。
5.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池完全放电的方法，其特征在于：所述针刺放电的钢针直径为1-5mm；针刺时将从针刺孔中流出的电解液进行收集。
6.根据权利要求1所述的一种废旧锂离子电池完全放电的方法，其特征在于：所述针刺放电是选择在锂离子电池的正、负极极耳之间的位置进行针刺。
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