CN111850593B - 锂提取自控系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种锂提取自控系统及控制方法，锂提取自控系统包括：控制器组件根据人机交互装置发送的控制指令与控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备，以通过极板供电装置改变脱嵌槽中极板的极性、通过锂提取附属装置改变脱嵌槽内极板接触的溶液，使处于阴性的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂，同时使处于阳性的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前从待提锂溶液中嵌入的锂释放到含有支持电解液的溶液，即富锂溶液中，实现将待提锂溶液中的锂分离提取到富锂溶液中；同时人机交互装置可以显示控制器组件获取的膜堆提锂脱嵌设备的运行状态参数。基于此，实现锂提取过程的自动控制，给后期的规模化生产奠定基础。

Description

锂提取自控系统及控制方法

技术领域

本申请涉及锂分离及富集提取技术领域，尤其涉及一种锂提取自控系统及控制方法。

背景技术

金属锂是目前人们发现的最轻的金属，它被广泛应用于能源、化工、冶金等领域。随着能源问题的日益突出，锂离子电池得以快速发展，锂及其化合物占据着不可替代的地位。在自然界，锂主要以矿石和卤水两种形式存在，大部分锂资源存在于卤水尤其是盐湖卤水中，其储量占全部锂资源储量的80％以上。随着市场需求的增长，矿物锂资源显得供不应求，且开采成本高，人们开始开发盐湖卤水中的锂资源。

相比于矿石提锂，卤水中的锂资源储量丰富，且锂以离子形式存在，提锂成本具有天然的优势。然而，卤水中除了锂之外，通常还含有钠、钾、镁、钙等共生阳离子，只有极少数盐湖卤水的镁锂比较低(如智利阿塔卡玛盐湖，为6.4)，大部分盐湖卤水的镁锂比都在20以上，甚至高达1825(察尔汗盐湖)。Mg²⁺与Li⁺处于元素周期表的对角线位置，由对角线规则可知其化学性质非常相似，难以进行高效分离，从而严重制约了卤水中锂资源的开发利用，从高镁锂比卤水中提取锂已经成为了一个世界性难题。研究者们采用沉淀法、碳化法、煅烧法、溶剂萃取法等技术来提取卤水中的锂资源，但这些方法大多工艺复杂，生产成本高，对设备要求较高，不利于大规模生产推广。

针对高镁锂比盐湖卤水难以经济高效清洁提取的难题，相关技术中提出了电化学脱嵌法盐湖提锂新技术，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。这种锂分离和富集的生产工艺方法，我们称之为提锂“电化学脱嵌法”。但是目前由于欠缺相关设备，无法利用上述原理实现锂分离提取的工业化自动化连续生产，鉴于以上原因，特提出本发明。

发明内容

为至少在一定程度上克服存在的问题，本申请提供一种锂提取自控系统及控制方法。

根据本申请的第一方面，提供一种锂提取自控系统，包括：

控制器组件；

与所述控制器组件通信连接的人机交互装置和膜堆提锂脱嵌设备；所述控制器组件根据人机交互装置发送的控制指令与控制参数控制所述膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取；所述人机交互装置显示所述控制器组件获取的所述膜堆提锂脱嵌设备的运行状态参数；

所述膜堆提锂脱嵌设备包括盛放待提锂溶液和富锂溶液的脱嵌槽、极板供电装置、插在脱嵌槽中涂覆锂电池材料的阴阳极板和多个锂提取附属装置，以通过所述极板供电装置改变脱嵌槽中极板的极性、通过所述锂提取附属装置改变脱嵌槽内极板接触的溶液，使处于阴性的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂同时使处于阳性的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中。

可选的，所述多个锂提取附属装置包括富锂溶液注排液子装置、待提锂溶液注排液子装置、清洗子装置；所述脱嵌槽包括甲室和乙室；

所述富锂溶液注排液子装置分别与所述甲室和乙室连通，将富锂溶液注入甲室或乙室，或，从甲室或乙室中排出富锂溶液；

所述待提锂溶液注排液子装置分别与所述甲室和乙室连通，将待提锂溶液注入甲室或乙室，或，从甲室或乙室中排出待提锂溶液；

所述清洗子装置分别与所述甲室和乙室连通，以在甲室和乙室排出富锂溶液或待提锂溶液后对甲室和乙室进行清洗。

可选的，所述控制器组件为智能逻辑控制器。

可选的，所述人机交互装置为安装有上位软件的计算机或触控显示装置。

根据本申请的第二方面，提供一种锂提取自控系统的控制方法，应用于本申请第一方面所述的锂提取自控系统，包括：

人机交互装置根据用户对所述人机交互装置的操作对应生成控制指令和/或控制参数；

人机交互装置将所述控制指令和/或控制参数发送给控制器组件；

所述控制器组件根据所述控制指令和/或控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取；

控制器组件获取所述膜堆提锂脱嵌设备的运行状态参数；

控制器组件将所述运行状态参数发送给所述人机交互装置；

所述人机交互装置按照预设方式显示所述运行状态参数。

可选的，所述控制器组件根据所述控制指令和/或控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取，包括：

控制所述富锂溶液注排液子装置向甲室注入第一预设量的富锂溶液；

控制所述待提锂溶液注排液子装置向乙室注入第二预设量的待提锂溶液；

控制所述极板供电装置以第一极向给甲室和乙室中的极板供电，以使甲室中的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中，同时使乙室中的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂；

判断乙室中电极上涂覆的电极涂覆材料由欠锂态变为预设富锂状态时，控制富锂溶液注排液子装置排出甲室中的富锂溶液，同时控制待提锂溶液注排液子装置排出乙室中的待提锂溶液；

控制所述清洗子装置对甲室和/或乙室进行清洗；

控制所述待提锂溶液注排液子装置向甲室注入第三预设量的待提锂溶液，同时，控制所述富锂溶液注排液子装置向乙室注入第四预设量的富锂溶液；

控制所述极板供电装置以第二极向给甲室和乙室中的极板供电，以使甲室中的极板上涂覆电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂，同时使乙室中的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中；

判断甲室中电极上涂覆的电极涂覆材料由欠锂态变为预设的富锂状态时，控制待提锂溶液注排液子装置排出甲室中的待提锂溶液，同时控制富锂溶液注排液子装置排出乙室中的富锂溶液。

可选的，所述控制器组件根据所述控制指令和/或控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取，包括：

当判断所述控制参数与原控制参数不同时，将所述原控制参数对应修改为所述控制参数；

当接收到控制指令时，判断所述控制指令的类型；

当所述控制指令为自动提锂指令时，按照预先存储的控制流程控制所述膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取；所述控制流程包括多个锂提取步骤指令；

当所述控制指令为手动提锂指令时，获取人机交互装置发送的锂提取步骤指令并按照所述锂提取步骤指令控制所述膜堆提锂脱嵌设备中的对应设备动作；

当所述控制指令为停止指令时，停止所述膜堆提锂脱嵌设备运行，并将所述膜堆提锂脱嵌设备的当前锂提取步骤指令发送给人机交互装置；

当所述控制指令为暂停指令时，暂停所述膜堆提锂脱嵌设备运行，并将所述膜堆提锂脱嵌设备的当前锂提取步骤指令发送给人机交互装置；

当所述控制指令为恢复执行指令时，继续所述膜堆提锂脱嵌设备运行。

可选的，所述控制器组件根据所述控制指令和/或控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取，包括：

当所述控制参数为电源参数时，将所述电源参数发送给所述极板供电装置，以使所述极板供电装置将原电源参数对应修改为所述电源参数；同时读取所述极板供电装置的更新电源参数，若判断所述更新电源参数与所述电源参数相异时，重新发送所述电源参数给所述极板供电装置；当发送所述电源参数的次数大于预设次数时，向人机交互装置发送修改失败信息，以使所述人机交互装置显示所述修改失败信息；

当所述控制指令为控制电源状态指令时，将所述控制电源状态指令发送给所述极板供电装置，以使所述极板供电装置根据所述控制电源状态指令更改所述极板供电装置的运行状态。

可选的，所述控制器组件根据所述控制指令和/或控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取，包括：

当所述控制指令为附属装置控制指令时，将所述附属装置控制指令发送到对应的锂提取附属装置，以使对应的所述锂提取附属装置执行所述附属装置控制指令。

可选的，所述控制所述极板供电装置以第一极向给甲室和乙室中的极板供电，以使甲室中的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前从待提锂溶液中嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中，同时使乙室中的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂，包括：

根据预设工艺参数要求，极板供电装置进行至少一次恒流供电；

当满足恒流供电结束条件时，极板供电装置进行恒压供电；

所述控制所述极板供电装置以第二极向给甲室和乙室中的极板供电，以使甲室中的极板上电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂，同时使乙室中的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前从待提锂溶液嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中，包括：

根据预设工艺参数要求，极板供电装置进行至少一次恒流供电；

当满足恒流供电结束条件时，极板供电装置进行恒压供电。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过将膜堆提锂脱嵌设备与控制器组件通信连接，控制器组件又与人机交互装置通信连接，控制器组件便根据人机交互装置发送的控制指令与控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备，以通过极板供电装置改变脱嵌槽中极板的极性、通过锂提取附属装置不断供给或改变脱嵌槽内极板接触的溶液，使处于阴性的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂同时使处于阳性的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前从待提锂溶液嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中，实现将待提锂溶液中的锂提取到富锂溶液中；同时人机交互装置可以显示控制器组件获取的膜堆提锂脱嵌设备的运行状态参数。基于此，实现锂提取工艺过程的自动控制，给后期的规模化生产奠定基础。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请的实施例一提供的一种锂提取自控系统的结构示意图。

图2是本申请的实施例二提供的一种锂提取自控系统的控制方法的流程示意图。

图3是本申请的实施例二提供的锂提取控制流程的示意图。

图4为本申请的实施例二提供的一种提锂控制流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例一

请参阅图1，图1是本申请的实施例一提供的一种锂提取自控系统的结构示意图。

如图1所示，本实施例提供的锂提取自控系统可以包括：

控制器组件101；

与所述控制器组件通信连接的人机交互装置102和膜堆提锂脱嵌设备103；所述控制器组件根据人机交互装置发送的控制指令与控制参数控制所述膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取；所述人机交互装置显示所述控制器组件获取的所述膜堆提锂脱嵌设备的运行状态参数；

所述膜堆提锂脱嵌设备包括脱嵌槽、极板供电装置、分别固定在脱嵌槽不同腔室中涂覆有电极涂覆材料的至少两个极板和多个锂提取附属装置，以通过所述极板供电装置改变脱嵌槽中极板的极性、通过所述锂提取附属装置改变脱嵌槽内极板接触的溶液，使处于阴性的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂同时使处于阳性的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前从待提锂溶液中嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中。

本实施例通过将膜堆提锂脱嵌设备与控制器组件通信连接，控制器组件又与人机交互装置通信连接，控制器组件便根据人机交互装置发送的控制指令与控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备，以通过极板供电装置改变脱嵌槽中极板的极性、通过锂提取附属装置改变脱嵌槽内极板接触的溶液，使处于阴性的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂同时使处于阳性的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前从待提锂溶液中嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中，实现将待提锂溶液中的锂分离，最终富集提取到富锂溶液中；同时人机交互装置可以显示控制器组件获取的膜堆提锂脱嵌设备的运行状态参数。基于此，实现锂提取过程的自动控制，给后期的规模化生产奠定基础。

其中，待提锂溶液指的是需要从中分离提取出锂的溶液，比如盐湖卤水等。而富锂溶液指的是支持电解液的溶液，其中的“富”指的是富集锂的过程，不单单是指该溶液中原本就具有较多的锂。富锂溶液在富集锂的过程中，锂的比例会处于增多的状态，而富锂溶液的初始状态可以存在不同比例的锂，也可以不存在锂，此处由具体实施时的需求而定。

进一步地，所述多个锂提取附属装置包括富锂溶液注排液子装置、待提锂溶液注排液子装置、清洗子装置；所述脱嵌槽包括甲室和乙室；所述富锂溶液注排液子装置分别与所述甲室和乙室连通，以将富锂溶液注入甲室或乙室，或，从甲室或乙室中排出富锂溶液；所述待提锂溶液注排液子装置分别与所述甲室和乙室连通，以将待提锂溶液注入甲室或乙室，或，从甲室或乙室中排出待提锂溶液；所述清洗子装置分别与所述甲室和乙室连通，以在甲室和乙室排出富锂溶液或待提锂溶液后对甲室和乙室进行清洗。

需要说明的是，上述控制器组件可以但不仅限于为智能逻辑控制器。所述人机交互装置可以但不仅限于为安装有上位软件的计算机或触控显示装置。

实施例二

请参阅图2，图2是本申请的实施例二提供的一种锂提取自控系统的控制方法的流程示意图。

如图2所示，本实施例提供的锂提取自控系统的控制方法可以包括：

步骤S201、人机交互装置根据用户对所述人机交互装置的操作对应生成控制指令和/或控制参数；

步骤S202、人机交互装置将所述控制指令和/或控制参数发送给控制器组件；

步骤S203、所述控制器组件根据所述控制指令和/或控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取；

步骤S204、控制器组件获取所述膜堆提锂脱嵌设备的运行状态参数；

步骤S205、控制器组件将所述运行状态参数发送给所述人机交互装置；

步骤S206、所述人机交互装置按照预设方式显示所述运行状态参数。

其中，步骤S203中，具体的提锂控制流程可以参阅图4，图4为本申请的实施例二提供的一种提锂控制流程示意图。

如图4所示，提锂控制流程可以包括：

步骤S401、控制所述富锂溶液注排液子装置向甲室注入第一预设量的富锂溶液；

步骤S402、控制所述待提锂溶液注排液子装置向乙室注入第二预设量的待提锂溶液；

需要说明的是，第一预设量和第二预设量均是基于脱嵌槽容积的大小来确定的，且该过程是发生在换液时第一次注液，在具体实施时，富锂溶液注排液子装置可以是对甲室不断供给富锂溶液，同时富锂溶液不断流出，以构成循环的状态，具体的，甲室中可以存在溢液口，富锂溶液注排液子装置从富锂溶液池中向甲室不断注入富锂溶液，甲室中的液位不断升高，到达溢液口之后，自动从溢液口流出，回到富锂溶液池中，从而实现循环，保证富锂溶液在甲室具有一定的流动性。

同理，待提锂溶液注排液子装置使待提锂溶液在乙室中循环也可以参照上述具体实施方式，此处不再赘述。当然，下述提到的第三预设量和第四预设量均与上述情形相似，可以互相参照实施。

步骤S403、控制所述极板供电装置以第一极向给甲室和乙室中的极板供电，以使甲室中的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前从待提锂溶液中嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中，同时使乙室中的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂；

步骤S404、判断乙室中电极上涂覆的电极涂覆材料由欠锂态变为预设的富锂状态时，控制富锂溶液注排液子装置排出甲室中的富锂溶液，同时控制待提锂溶液注排液子装置排出乙室中的待提锂溶液；

步骤S405、控制所述清洗子装置对甲室和乙室进行清洗或单独对乙室进行清洗；

本步骤中，由于此时乙室原本盛放的是待提锂溶液，其中含有较多的杂质，此时仅对原本盛放待提锂溶液的腔室(此步骤中指乙室)进行清洗即可，这样可以降低清洗的成本。当然也可以是对甲室和乙室分别清洗。

步骤S406、判断清洗完成时，控制所述待提锂溶液注排液子装置向甲室注入第三预设量的待提锂溶液，同时，控制所述富锂溶液注排液子装置向乙室注入第四预设量的富锂溶液；

步骤S407、控制所述极板供电装置以第二极向给甲室和乙室中的极板供电，以使甲室中的极板上涂覆电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂，同时使乙室中的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前从待提锂溶液中嵌入的锂释脱嵌放到富锂溶液中；

步骤S408、判断甲室中电极上涂覆的电极涂覆材料由欠锂态变为预设的富锂状态时，控制待提锂溶液注排液子装置排出甲室中的待提锂溶液，同时控制富锂溶液注排液子装置排出乙室中的富锂溶液。

步骤S409、控制所述清洗子装置对甲室和乙室进行清洗或单独对甲室进行清洗。

在步骤S409后，重复执行S401～S409，直到满足生产所需的要求。

其中，电极涂覆材料可以是磷酸铁锂或者锰酸锂。在提锂过程中，以待提锂溶液一侧的电极接为负极为例，电极涂覆材料(以磷酸铁锂为例)由于制成电极前进行过脱锂处于预设的欠锂态，电极涂覆材料中的铁元素为正三价，在电场的作用下，待提锂溶液中的锂离子嵌入磷酸铁的晶格中，三价铁离子被还原，形成磷酸铁锂，从而实现将待提锂溶液中的锂嵌入到极板的电极涂覆材料中，该极板的电极涂覆材料处于富锂状态。

而后，更换该富锂状态的电极涂覆材料接触的溶液，使之接触富锂溶液，同时将该极板接为阳极，此时，电极涂覆材料磷酸铁锂中的铁为正二价，在电场的作用下，正二价的铁离子被氧化，变成正三价，形成磷酸铁，涂覆材料中的锂离子进入富锂溶液中，随着反应的进行，该极板的电极进入欠锂状态。以此循环更换溶液以及电极上施加电压的方向，实现待提锂溶液中锂的分离提取。

需要说明的是，本实施例中，阴极嵌锂和阳极脱锂的进程是同时进行的，具体的，在呈阴性的电极进行嵌锂的同时，呈阳性的电极也在进行脱锂。

另外，为了满足不同工艺参数的要求，在提锂过程中，可以进行多次恒流供电和恒压供电，比如在步骤S403中，可以包括根据预设工艺参数要求，极板供电装置进行至少一次恒流供电；当满足恒流供电结束条件时，供电装置进行恒压供电；而在步骤S407中，又可以包括根据预设工艺参数要求，极板供电装置进行至少一次恒流供电；当满足恒流供电结束条件时，供电装置进行恒压供电。

需要说明的是，上述运行状态参数可以包括所有在锂提取过程中需要监控的电气信号、液位信号、压强信号以及提锂过程中的各个工艺步骤。

由于与控制器组件相连接的膜堆提锂脱嵌设备可以包括极板供电装置、电化学脱嵌槽、分别固定在脱嵌槽不同腔室中涂覆有电极涂覆材料的至少两个极板和多个锂提取附属装置，而且与控制器组件相连接的还有人机交互装置，那么控制器组件对其中各个设备的控制是不同的。

比如对于控制器组件与人机交互装置之间，步骤S203可以包括：

当判断所述控制参数与原控制参数不同时，将所述原控制参数对应修改为所述控制参数；

当接收到控制指令时，判断所述控制指令的类型；

当所述控制指令为自动提锂指令时，按照预先存储的控制流程控制所述膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取；所述控制流程包括多个锂提取步骤指令；

当所述控制指令为手动提锂指令时，获取人机交互装置发送的锂提取步骤指令并按照所述锂提取步骤指令控制所述膜堆提锂脱嵌设备中的对应设备动作；

当所述控制指令为停止指令时，停止所述膜堆提锂脱嵌设备运行，并将所述膜堆提锂脱嵌设备的当前锂提取步骤指令发送给人机交互装置；

当所述控制指令为暂停指令时，暂停所述膜堆提锂脱嵌设备运行，并将所述膜堆提锂脱嵌设备的当前锂提取步骤指令发送给人机交互装置；

当所述控制指令为恢复执行指令时，继续所述膜堆提锂脱嵌设备运行。

对于控制器组件与极板供电装置之间，步骤S203可以包括：

当所述控制参数为电源参数时，将所述电源参数发送给所述极板供电装置，以使所述极板供电装置将原电源参数对应修改为所述电源参数；同时读取所述极板供电装置的更新电源参数，若判断所述更新电源参数与所述电源参数相异时，重新发送所述电源参数给所述极板供电装置；当发送所述电源参数的次数大于预设次数时，向人机交互装置发送修改失败信息，以使所述人机交互装置显示所述修改失败信息；

当所述控制指令为控制电源状态指令时，将所述控制电源状态指令发送给所述极板供电装置，以使所述极板供电装置根据所述控制电源状态指令更改所述极板供电装置的运行状态。

当然，控制电源状态指令包括以下至少一种：电源开始供电指令、电源停止供电指令、电流方向指令、电源模式指令。

对于控制器组件与电化学脱嵌槽和多个锂提取附属装置之间，步骤S203又可以包括：

当所述控制指令为附属装置控制指令时，将所述附属装置控制指令发送到对应的锂提取附属装置，以使对应的所述锂提取附属装置执行所述附属装置控制指令。

为了便于理解，本实施例对预先存储的控制流程进行说明，请参阅图3，图3是本申请的实施例二提供的锂提取控制流程的示意图。

其中，所述多个锂提取附属装置包括富锂溶液注排液子装置、待提锂溶液注排液子装置、清洗子装置；所述脱嵌槽包括甲室和乙室；

应当注意的是，上述“第一极向”指所述极板供电装置给所述甲室和乙室中的极板供电时，使所述甲室中的极板呈阳性，同时使所述乙室中的极板呈阴性，从而使甲室中的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前从待提锂溶液中嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中，同时使乙室中的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂，也称为“正向”，以下所述“正向恒流一段”、“正向恒流二段”、“正向恒流三段”、“正向恒压”中的“正向”也基于此；上述“第二极向”指所述极板供电装置给所述甲室和乙室中的极板供电时，使所述乙室中的极板呈阳性，同时使所述甲室中的极板呈阴性，从而使乙室中的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前从待提锂溶液中嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中，同时使甲室中的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂，也称为“反向”，以下所述“反向恒流一段”、“反向恒流二段”、“反向恒流三段”、“反向恒压”中的“反向”也基于此。

如图3所示，锂提取控制流程可以包括：

步骤S301、向所述富锂溶液注排液子装置发送富锂溶液注入指令，以使所述富锂溶液注排液子装置向所述甲室注入富锂溶液；向所述待提锂溶液注排液子装置发送待提锂溶液注入指令，以使所述待提锂溶液注排液子装置向所述乙室注入待提锂溶液；

步骤S302、根据第一预设电源参数发送电源开始供电指令给所述极板供电装置，以开始正向恒流一段反应；

步骤S303、根据获取到的极板供电装置的实时运行参数，判断正向恒流一段反应结束，如果需要正向恒流二段反应，则执行第一步骤指令，否则执行第三步骤指令；

步骤S304、所述第一步骤指令包括：

将第二预设电源参数发送给所述极板供电装置，以使所述极板供电装置根据所述第二预设电源参数修改输出的恒流参数，进行正向恒流二段反应；

根据获取到的极板供电装置的实时运行参数，判断正向恒流二段反应结束，如果需要正向恒流三段反应，则执行第二步骤指令，否则执行第三步骤指令；

步骤S305、所述第二步骤指令包括：

将第三预设电源参数发送给所述极板供电装置，以使所述极板供电装置根据所述第三预设电源参数修改输出的恒流参数，进行正向恒流三段反应；

根据获取到的极板供电装置的实时运行参数，判断正向恒流三段反应结束；执行第三步骤指令；

步骤S306、所述第三步骤指令包括：

将第四预设电源参数发送给所述极板供电装置，所述极板供电装置根据所述第四预设电源参数转为恒压模式，进行正向恒压反应；

根据获取到的极板供电装置的实时运行参数，判断满足正向恒压反应结束条件时，执行第四步骤指令；

步骤S307、所述第四步骤指令包括：

向所述极板供电装置发送电源停止供电指令；

向所述富锂溶液注排液子装置发送富锂溶液排出指令，以使所述富锂溶液注排液子装置排出所述甲室中的富锂溶液；向所述待提锂溶液注排液子装置发送待提锂溶液排出指令，以使所述待提锂溶液注排液子装置排出所述乙室中的待提锂溶液；

向所述清洗子装置发送清洗指令，以使所述清洗子装置对所述乙室和\或所述甲室进行清洗；

步骤S308、向所述富锂溶液注排液子装置发送富锂溶液注入指令，以使所述富锂溶液注排液子装置向所述乙室注入富锂溶液；向所述待提锂溶液注排液子装置发送待提锂溶液注入指令，以使所述待提锂溶液注排液子装置向所述甲室注入待提锂溶液；

步骤S309、根据第五预设电源参数发送电源开始供电指令给所述极板供电装置，以开始反向恒流一段反应；

步骤S310、根据获取到的极板供电装置的实时运行参数，判断反向恒流一段反应结束，如果需要反向恒流二段反应，则执行第五步骤指令，否则执行第七步骤指令；

步骤S311、所述第五步骤指令包括：

将第六预设电源参数发送给所述极板供电装置，以使所述极板供电装置根据所述第六预设电源参数修改输出的恒流参数，进行反向恒流二段反应；

根据获取到的极板供电装置的实时运行参数，判断反向恒流二段反应结束，如果需要反向恒流三段反应，则执行第六步骤指令，否则执行第七步骤指令；

步骤S312、所述第六步骤指令包括：

将第七预设电源参数发送给所述极板供电装置，以使所述极板供电装置根据所述第七预设电源参数修改输出的恒流参数，进行反向恒流三段反应；

根据获取到的极板供电装置的实时运行参数，判断反向恒流三段反应结束；执行第七步骤指令；

步骤S313、所述第七步骤指令包括：

将第八预设电源参数发送给所述极板供电装置，所述极板供电装置根据所述第八预设电源参数转为恒压模式，进行反向恒压反应；

根据获取到的极板供电装置的实时运行参数，判断满足反向恒压反应结束条件时，执行第八步骤指令；

步骤S314、所述第八步骤指令包括：

向所述极板供电装置发送电源停止供电指令；

向所述富锂溶液注排液子装置发送富锂溶液排出指令，以使所述富锂溶液注排液子装置排出所述乙室中的富锂溶液；向所述待提锂溶液注排液子装置发送待提锂溶液排出指令，以使所述待提锂溶液注排液子装置排出所述甲室中的待提锂溶液；

向所述清洗子装置发送清洗指令，以使所述清洗子装置对所述甲室和\或所述乙室进行清洗；

将反应过程次数累加“1”，并根据累加后的次数判断是否符合完成条件，得到判断结果，当所述判断结果为符合时，将提锂完成信息发送给人机交互装置进行显示；当所述判断结果为不符合时，从步骤S301开始重复执行所述预先存储的控制流程。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种锂提取自控系统，其特征在于，包括：

控制器组件；

与所述控制器组件通信连接的人机交互装置和膜堆提锂脱嵌设备；所述控制器组件根据人机交互装置发送的控制指令与控制参数控制所述膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取；所述人机交互装置显示所述控制器组件获取的所述膜堆提锂脱嵌设备的运行状态参数；

所述膜堆提锂脱嵌设备包括脱嵌槽、极板供电装置、多个锂提取附属装置，所述脱嵌槽设置有不同腔室，在每个所述腔室中固定有一个涂覆有电极涂覆材料的极板，以通过所述极板供电装置改变脱嵌槽中极板的极性、通过所述锂提取附属装置改变脱嵌槽内极板接触的溶液，使处于阴性的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂同时使处于阳性的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中。

2.根据权利要求1所述的锂提取自控系统，其特征在于，所述多个锂提取附属装置包括富锂溶液注排液子装置、待提锂溶液注排液子装置、清洗子装置；所述脱嵌槽包括甲室和乙室；

所述富锂溶液注排液子装置分别与所述甲室和乙室连通，将富锂溶液注入甲室或乙室，或，从甲室或乙室中排出富锂溶液；

所述待提锂溶液注排液子装置分别与所述甲室和乙室连通，将待提锂溶液注入甲室或乙室，或，从甲室或乙室中排出待提锂溶液；

所述清洗子装置分别与所述甲室和乙室连通，以在甲室和乙室排出富锂溶液或待提锂溶液后对甲室和乙室进行清洗。

3.根据权利要求1所述的锂提取自控系统，其特征在于，所述控制器组件为智能逻辑控制器。

4.根据权利要求1所述的锂提取自控系统，其特征在于，所述人机交互装置为安装有上位软件的计算机或触控显示装置。

5.一种锂提取自控系统的控制方法，应用于如权利要求1～4任一项所述的锂提取自控系统，其特征在于，包括：

人机交互装置根据用户对所述人机交互装置的操作对应生成控制指令和/或控制参数；

人机交互装置将所述控制指令和/或控制参数发送给控制器组件；

所述控制器组件根据所述控制指令和/或控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取；

控制器组件获取所述膜堆提锂脱嵌设备的运行状态参数；

控制器组件将所述运行状态参数发送给所述人机交互装置；

所述人机交互装置按照预设方式显示所述运行状态参数。

6.根据权利要求5所述的锂提取自控系统的控制方法，应用于如权利要求2所述的锂提取自控系统，其特征在于，所述控制器组件根据所述控制指令和/或控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取，包括：

控制所述富锂溶液注排液子装置向甲室注入第一预设量的富锂溶液；

控制所述待提锂溶液注排液子装置向乙室注入第二预设量的待提锂溶液；

控制所述极板供电装置以第一极向给甲室和乙室中的极板供电，以使甲室中的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中，同时使乙室中的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂；

判断乙室中电极上涂覆的电极涂覆材料由欠锂态变为预设的富锂状态时，控制富锂溶液注排液子装置排出甲室中的富锂溶液，同时控制待提锂溶液注排液子装置排出乙室中的待提锂溶液；

控制清洗子装置对甲室和/或乙室进行清洗；

控制所述待提锂溶液注排液子装置向甲室注入第三预设量的待提锂溶液，同时，控制所述富锂溶液注排液子装置向乙室注入第四预设量的富锂溶液；

控制所述极板供电装置以第二极向给甲室和乙室中的极板供电，以使甲室中的极板上涂覆电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂，同时使乙室中的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中；

判断甲室中电极上涂覆的电极涂覆材料由欠锂态变为预设富锂状态时，控制待提锂溶液注排液子装置排出甲室中的待提锂溶液，同时控制富锂溶液注排液子装置排出乙室中的富锂溶液。

7.根据权利要求5所述的锂提取自控系统的控制方法，其特征在于，所述控制器组件根据所述控制指令和/或控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取，包括：

当判断所述控制参数与原控制参数不同时，将所述原控制参数对应修改为所述控制参数；

当接收到控制指令时，判断所述控制指令的类型；

当所述控制指令为自动提锂指令时，按照预先存储的控制流程控制所述膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取；所述控制流程包括多个锂提取步骤指令；

当所述控制指令为手动提锂指令时，获取人机交互装置发送的锂提取步骤指令并按照所述锂提取步骤指令控制所述膜堆提锂脱嵌设备中的对应设备动作；

当所述控制指令为停止指令时，停止所述膜堆提锂脱嵌设备运行，并将所述膜堆提锂脱嵌设备的当前锂提取步骤指令发送给人机交互装置；

当所述控制指令为暂停指令时，暂停所述膜堆提锂脱嵌设备运行，并将所述膜堆提锂脱嵌设备的当前锂提取步骤指令发送给人机交互装置；

当所述控制指令为恢复执行指令时，继续所述膜堆提锂脱嵌设备运行。

8.根据权利要求5所述的锂提取自控系统的控制方法，其特征在于，

所述控制器组件根据所述控制指令和/或控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取，包括：

当所述控制参数为电源参数时，将所述电源参数发送给所述极板供电装置，以使所述极板供电装置将原电源参数对应修改为所述电源参数；同时读取所述极板供电装置的更新电源参数，若判断所述更新电源参数与所述电源参数相异时，重新发送所述电源参数给所述极板供电装置；当发送所述电源参数的次数大于预设次数时，向人机交互装置发送修改失败信息，以使所述人机交互装置显示所述修改失败信息；

当所述控制指令为控制电源状态指令时，将所述控制电源状态指令发送给所述极板供电装置，以使所述极板供电装置根据所述控制电源状态指令更改所述极板供电装置的运行状态。

9.根据权利要求5所述的锂提取自控系统的控制方法，其特征在于，所述控制器组件根据所述控制指令和/或控制参数控制膜堆提锂脱嵌设备进行锂提取，包括：

当所述控制指令为附属装置控制指令时，将所述附属装置控制指令发送到对应的锂提取附属装置，以使对应的所述锂提取附属装置执行所述附属装置控制指令。

10.根据权利要求7所述的锂提取自控系统的控制方法，其特征在于，所述控制所述极板供电装置以第一极向给甲室和乙室中的极板供电，以使甲室中的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中，同时使乙室中的极板上涂覆的电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂，包括：

根据预设工艺参数要求，极板供电装置进行至少一次恒流供电；

当满足恒流供电结束条件时，极板供电装置进行恒压供电；

所述控制所述极板供电装置以第二极向给甲室和乙室中的极板供电，以使甲室中的极板上涂覆电极涂覆材料嵌入待提锂溶液中的锂，同时使乙室中的极板上涂覆的电极涂覆材料将其之前嵌入的锂脱嵌释放到富锂溶液中，包括：

根据预设工艺参数要求，极板供电装置进行至少一次恒流供电；

当满足恒流供电结束条件时，极板供电装置进行恒压供电。

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