CN210956909U - 一种废旧锂电池放电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种废旧锂电池放电装置，其中包含第一继电器、负载和控制器，所述负载、第一继电器与废旧锂电池串联连接，所述控制器用于控制第一继电器的开合，从而使得第一继电器、负载和废旧锂电池形成的串联电路断开或连通；本实用新型所述废旧锂电池放电装置能实现废旧锂电池的快速放电，明显提高了废旧锂电池的处理效率，且具有操作简单，安全性高的特点。

Description

一种废旧锂电池放电装置

技术领域

本实用新型属于锂电池领域，涉及一种废旧锂电池放电装置。

背景技术

锂离子电池具有高能量密度、高工作电压和长使用寿命等优点，因此，在便携式电子设备、电动汽车等新能源储能领域，锂电池得到了广泛的运用。新能源汽车通常将多个锂电池电芯进行配组，加装保护性外壳成为标准模组，再根据容量需求选择不同数量的模组进行组装，得到整个电池组件。随着锂电池的逐渐推广，越来越多的锂电池逐渐经过使用期，进入了报废期。锂电池的报废处理变成了一项重要的技术。锂电池进行报废处理，首先要将锂电池的残存电量释放，才能安全地进入后续的拆解环节。因此，锂电池的快速放电技术是报废前期一个重要的技术。

目前现有的电池放电技术，主要包含盐水浸泡放电和导电粉末放电两种。盐水浸泡是将整个电池放入到存放有盐水的容器中，利用盐水可以导电，逐渐将电池的电量释放完毕。导电粉末主要是利用碳粉、锌粉等导电粉末作为负载，将锂电池的电极和这些粉末进行接触，形成导电电流，逐渐将电池的电量完全释放。

以上的技术普遍存在放电电流小，放电速度慢的缺点。随着电芯尺寸以及容量的逐渐增大，希望废旧锂电池在短时间内完全释放残存电量，需要开发能够大电流并且安全的释放方式；盐水和碳粉的电阻都过大，放电电流小，越来越难以适用快速大批量的处理。

因此，开发一种能进行废旧锂电池快速放电的装置仍具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种废旧锂电池放电装置，其中包含第一继电器、负载、控制器和整流器，所述第一继电器、负载和废旧锂电池间串联连接，所述控制器用于控制第一继电器的开合，从而使得第一继电器、负载和废旧锂电池形成的串联电路断开或连通；本实用新型所述废旧锂电池放电装置能实现废旧锂电池的快速放电，明显提高了废旧锂电池的处理效率，同时其操作简单，安全性高。

为达到此实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种废旧锂电池放电装置，所述废旧锂电池的放电装置包括控制器、负载、第一继电器和整流器，所述负载、第一继电器与废旧锂电池串联连接，所述控制器用于控制第一继电器的开合，所述整流器为第一继电器和控制器供电。

本实用新型采用上述装置，将废旧锂电池与第一继电器和负载串联连接，当第一继电器贴合时，实现废旧锂电池的快速放电，所述控制器用于控制第一继电器的开合状态，控制器可根据废旧锂电池的电压状态控制第一继电器的开合状态，从而实现对废旧锂电池的快速放电，提高放电效率。

此处所述第一继电器的开合状态分别指的是第一继电器贴合或断开，所述第一继电器贴合对应负载、第一继电器与废旧锂电池串联形成的电路形成闭合回路，废旧锂电池进行放电，相反，第一继电器断开指的是负载、第一继电器与废旧锂电池串联形成的电路为断路，废旧锂电池不进行放电。

本实用新型中所述废旧锂电池中的第一继电器的一端连接负载的一端，其另一端连接第一测试夹，所述负载不与所述第一继电器连接的一端连接有第二测试夹，所述第一测试夹和第二测试夹之间连接废旧锂电池。

优选地，所述控制器包括电压采集模块、电压监测模块和反馈模块，所述电压采集模块用于采集废旧锂电池的电压信号，所述电压监测模块用于接收和分析电压采集模块采集到的电压信号，所述反馈模块用于将电压监测模块的分析结果转化为控制信号，控制第一继电器的开合状态。

优选地，所述第一继电器的工作电流小于等于300A，例如180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280或290等，优选为小于等于210A，特别优选为50-210A。

此处对第一继电器的电压不做特殊限定，只要电流满足需求即可；例如，实际操作中可采用电流为210A，电压为24V。

本实用新型所述废旧锂电池放电装置用于废旧锂电池放电的过程中，选择合适的负载使得放电电流控制在50-210A，例如60A、80A、100A、120A、150A或180A等。

此处采用上述第一继电器，其有利于第一继电器、负载和废旧锂电池串联连接后废旧锂电池的快速放电。

优选地，所述负载为电阻。

优选地，所述电阻的阻值为20mΩ-0.2Ω，例如30mΩ、50mΩ、80mΩ、100mΩ、120mΩ或150mΩ等；优选为20mΩ-0.1Ω；实际使用中，20mΩ-0.1Ω可以通过5个0.1Ω电阻中一个或多个并联实现。

本实用新型所述负载为电阻，所述电阻的阻值控制在上述范围内，其有利于废旧锂电池在高的放电电流下快速放电。

优选地，所述整流器用于将外供电源电压整流得到放电装置的使用电压。

优选地，所述整流器为多路整流器。

本实用新型所述整流器将外接电源220V交流电转直流电，并可为整个设备提供满足不同需求的电压。

优选地，所述废旧锂电池放电装置还包括远程开关控制盒，所述远程开关控制盒用于控制第一继电器的启停。

优选地，所述控制器为集成的单片机。

优选地，所述控制器可以为集成电压采集模块、电压监测模块和反馈模块的单片机。

优选地，所述集成的单片机的控制器带有计算机接口，连接计算机，用于实时记录废旧锂电池电压、及电压随时间的变化关系数据。

优选地，所述控制器由具有输出电平的电压表和第二继电器组成。

优选地，所述具有输出电平的电压表能够实时采集并显示废旧锂电池电压，并根据采集的电压给出是否放电的信号并反馈至第二继电器，第二继电器控制第一继电器的开合状态。

优选地，废旧锂电池放电装置还包括电流选择模块，所述电流选择模块用于调控负载的阻值大小。

本实用新型所述电流选择模块能控制接入放电回路的负载的阻值大小，在对废旧锂电池进行快速放电时，可根据废旧锂电池的电压状态，通过电流选择模块调控负载的阻值的大小，从而控制放电电流，进而实现快速放电。例如所述电流选择模块中可设置多个电阻，利用电流选择模块控制上述电阻采用并联和/或串联的方式，从而实现负载的阻值的变化。

优选地，所述废旧锂电池放电装置还包括用于所述负载散热的散热装置。

优选地，所述散热装置包括散热风扇和/或铝型材散热器。

优选地，所述废旧锂电池放电装置还包括用于检测负载温度的温度传感器。

优选地，所述温度传感器连接所述控制器，所述控制器根据温度传感器的信号控制第一继电器的开合状态。

优选地，所述控制器连接高温预警指示灯。例如，设置负载的温度上限值为85℃，当废旧电池放电过程中，负载温度超过85℃，则控制器断开第一继电器，停止放电，同时，高温预警指示灯工作。

本实用新型所述废旧锂电池放电装置中设置用于负载散热的散热装置和用于检测负载温度的温度传感器，能明显提高放电装置在快速放电过程的安全性。

优选地，所述控制器上连接有信号灯，所述信号灯用来指示废旧锂电池的放电状态。

本实用新型所述废旧锂电池放电装置的操作过程中，所述废旧锂电池的电压状态能通过信号灯进行显示；例如，所述控制器上连接有两个信号灯，分别为红色信号灯和绿色信号灯，其中，当控制器监测到的废旧锂电池的电压大于控制器内设定的下限电压时，则放电装置继续进行放电操作，此时红色信号灯亮，当控制器监测到的废旧锂电池的放电电压小于控制器内设定的下限电压时，则代表放电完成，停止放电，此时绿色信号灯亮；再例如信号灯为1个：所述控制器上连接有1个红色工作指示灯，其中，当控制器监测到的废旧锂电池的电压大于控制器内设定的下限电压时，则放电装置继续进行放电操作，此时红色信号灯亮，当控制器监测到的废旧锂电池的放电电压小于控制器内设定的下限电压时，则代表放电完成，停止放电，此时红色信号灯熄灭。

本实用新型所述废旧锂电池放电装置通过在控制器上连接信号灯，更加方便观察废旧锂电池的放电状态，从而提高放电操作的效率。

本实用新型所述废旧锂电池放电装置的操作原理为：将废旧锂电池与第一继电器和负载串联，所述控制器能对废旧锂电池的放电电压进行采集和监测，并根据电压信号产生反馈信号，从而控制第一继电器的开合，进而控制废旧锂电池的放电状态；当第一继电器贴合时，第一继电器、负载和废旧锂电池间形成放电回路，从而实现快速放电，相反，当第一继电器断开时，电路停止放电。

在实际操作过程中，所述控制器中设置了废旧锂电池的下限电压，所述电压采集模块采集废旧锂电池的电压信号，并传输到电压监测模块监测废旧锂电池的放电状态，当废旧锂电池的电压低于控制器中设定的下限电压时，控制器中的反馈模块产生控制信号，从而将第一继电器的断开，完成废旧锂电池的放电过程。

本实用新型所述废旧锂电池放电装置在进行废旧锂电池的放电过程中，根据控制器中电压采集模块和电压监测模块显示的废旧锂电池的电压信号，也可替换不同的负载，从而实现更高的放电效率。

本实用新型所述废旧锂电池放电装置中的电流选择模块能控制接入放电回路的负载的阻值，从而有利于放电装置在废旧锂电池的放电过程中根据控制器采集的信号调整放电回路的负载的阻值大小，从而优化放电效率。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型所述废旧锂电池放电装置中包括控制器、第一继电器、负载和整流机，在进行废旧锂电池放电时，根据电池容量选择合适的负载，通过控制器控制第一继电器贴合，使得第一继电器、负载和废旧锂电池形成闭合的放电回路，从而实现废旧锂电池的快速放电；

(2)本实用新型所述废旧锂电池放电装置中通过控制器采集、监测废旧锂电池的电压，从而控制第一继电器的开合，进而控制废旧锂电池的放电过程，有效提高了放电过程的安全性、可控性和放电效率。

附图说明

图1是本实用新型所述废旧锂电池放电装置使用过程的流程图；

图2是本实用新型实施例1中所述的废旧锂电池放电装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。

本实用新型所述废旧锂电池放电装置用于废旧锂电池放电过程的工艺流程图如图1所示，由图1可以看出，所述废旧锂电池放电装置的使用过程包括以下步骤：

(a)上料，接驳电池：废旧锂电池放电装置接入外供电源，将废旧锂电池与第一继电器、负载串联，即将废旧锂电池的两端分别连接第一测试夹和第二测试夹；

(b)控制器启动：通过控制器采集、监测、判断废旧锂电池的放电电压，并反馈至第一继电器，控制第一继电器贴合，使得废旧锂电池、负载和第一继电器形成闭合的放电回路，进行废旧锂电池的快速放电；

(c)放电结束：当控制器采集的废旧锂电池的放电电压低于控制器内设定的下限电压，控制第一继电器断开，完成废旧锂电池的放电；

(d)下料，取出电池：待放电结束后，将废旧锂电池取下。

上述上料和下料的操作可采用人工和/或自动化操作。

实施例1

本实施例所述废旧锂电池放电装置的结构示意图如图2所示，由图2可以看出，所述废旧锂电池放电装置包括第一继电器、控制器和负载，所述第一继电器、负载和废旧锂电池间串联连接；

所述第一继电器的一端与所述负载的一端连接，所述第一继电器的另一端连接第一测试夹，所述负载不与所述第一继电器相连的一端连接有第二测试夹；所述第一测试夹和第二测试夹分别连接废旧锂电池的两端，所述第一测试夹和第二测试夹未在图2中画出。

所述控制器中包含电压采集模块，电压监测模块和反馈模块，所述电压采集模块用于采集废旧锂电池的电压信号，所述电压监测模块用于接收电压采集模块的电压信号，并作分析后，形成反馈信号，通过反馈模块控制第一继电器的开合状态，所述控制器中设定有废旧锂电池的下限电压，当电压采集模块采集的电压信号在下限电压以上，电压监测模块会产生反馈信号，控制第一继电器贴合；当电压采集模块采用的废旧锂电池的电压信号小于所述下限电压，所述电压监测模块会产生反馈信号，通过反馈模块控制第一继电器断开，从而完成废旧锂电池的放电过程。

所述控制器可以为集成电压采集模块、电压监测模块和反馈模块的单片机，当控制器是单片机时，控制器上可以设置有计算机接口，通过计算机实时记录废旧锂电池的放电电压随时间的变化关系数据。

所述控制器还可以由具有输出电平的电压表和第二继电器组成，具有输出电平的电压表能够实时采集并显示废旧锂电池电压，并根据采集的电压判断是否需要放电并将是否放电的信号并反馈至第二继电器，第二继电器控制第一继电器的开合状态，此时多路整流器将外供电源转直流后分别输入至控制器，并使控制器输出电压符合第一继电器的工作电压。

本实施例所述控制器上设置有两个信号灯，分别为红色信号灯和绿色信号灯，控制器通过电压监测模块的监测信号控制信号灯的开闭，当电压监测模块监测到的废旧锂电池的电压大于控制器中设定的下限电压，则继续维持第一继电器贴合，维持放电，此时红色信号灯亮；而当电压监测模块监测到的废旧锂电池的电压小于控制器中设定的下限电压，则代表放电完成，停止放电，此时绿色信号灯亮；通过上述信号灯的设置，方便观察废旧锂电池的放电状态，从而提高上料和下料的效率。本实施例所述控制器上也可只设置一个信号灯，如红色信号灯，当电压监测模块监测到的废旧锂电池的电压大于控制器中设定的下限电压，则继续维持第一继电器贴合，维持放电，此时红色信号灯亮；待放电完成后红色指示灯灭，代表放电完成。

本实施例中整流机的作用是将外接电源的交流电转变为直流电给废旧锂电池放电装置包括但不限于控制器、第一继电器提供的工作电压，图2中未画出。例如使用集成的单片机作为控制器、24V-300A第一继电器时，给控制器输入24V电压，控制器输出24V电压给第一继电器作为工作电压。再例如使用由具有输出电平的电压表和第二继电器组成的控制器、24V-300A第一继电器时，多路整流器一路给电压表输入5V的电压以控制第二继电器工作、另一路使第二继电器输出24V电压控制第一继电器工作。

本实施例所述废旧锂电池放电装置中还包括电流选择模块，所述电流选择模块能根据控制器采集和监测的电压信号，调整接入放电回路的负载的阻值大小，从而调节放电电流，提高放电效率。

以下应用例均采用实施例1中所述废旧锂电池放电装置。

应用例1

本应用例的工艺流程包括以下步骤：首先启动废旧锂电池放电装置的整流机，进行人工上料，将废旧电芯的正负极分别连接废旧锂电池放电装置的第一测试夹和第二测试夹，完成与第一继电器、负载的串联连接；此时控制器的面板上将显示废旧电芯的实时电压；根据废旧电芯的容量，确定合适的放电电流，从而选择合适的负载的电阻值；开启远程开关控制盒上的启动开关进行放电，放电过程中红色工作指示灯亮起；放电结束后，绿色指示灯亮起，提示人工下料，更换下一个废旧电芯。

本应用例采用的废旧电芯的容量为50Ah，负载的电阻值为40mΩ，放电电流为100A，设定的放电下限电压为0.1V，环境温度25℃；启动控制器进行放电，放电完成所需的时间为1h。

应用例2

本应用例与应用例1的区别在于，本应用例采用的废旧电芯的容量为50Ah，负载的电阻值为20mΩ，放电电流为200A，设定的放电下限电压为0.1V，环境温度25℃；启动控制器进行放电，放电完成所需的时间为25min。

应用例3

本应用例与应用例1的区别在于，本应用例采用的废旧电芯的容量为15Ah，负载的电阻值为40mΩ，放电电流为100A，设定的放电下限电压为0.1V，环境温度25℃；启动控制器进行放电，放电完成所需的时间为8min。

由上述应用例的测试结果可以看出，采用本实用新型所述废旧锂电池放电装置能实现快速放电，所需的放电时间可达1h以下，明显提高了废旧锂电池的放电效率；且本实用新型所述废旧锂电池放电装置的操作简单，可控性、安全性高。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种废旧锂电池放电装置，其特征在于，所述废旧锂电池的放电装置包括控制器、负载、第一继电器和整流器，所述负载、第一继电器与废旧锂电池串联连接，所述控制器用于控制第一继电器的开合，所述整流器为第一继电器和控制器供电。

2.如权利要求1所述的废旧锂电池放电装置，其特征在于，所述控制器包括电压采集模块、电压监测模块和反馈模块，所述电压采集模块用于采集废旧锂电池的电压信号，所述电压监测模块用于接收和分析电压采集模块采集到的电压信号，所述反馈模块用于将电压监测模块的分析结果转化为控制信号，控制第一继电器的开合状态。

3.如权利要求1所述的废旧锂电池放电装置，其特征在于，所述第一继电器的工作电流小于等于300A。

4.如权利要求1所述的废旧锂电池放电装置，其特征在于，所述负载为电阻，所述电阻的阻值为20mΩ-0.2Ω。

5.如权利要求1所述的废旧锂电池放电装置，其特征在于，所述整流器用于将外供电源电压整流得到放电装置的使用电压。

6.如权利要求1所述的废旧锂电池放电装置，其特征在于，所述废旧锂电池放电装置还包括远程开关控制盒，所述远程开关控制盒用于控制第一继电器的启停。

7.如权利要求1所述的废旧锂电池放电装置，其特征在于，所述控制器为集成的单片机或所述控制器由具有输出电平的电压表和第二继电器组成。

8.如权利要求1所述的废旧锂电池放电装置，其特征在于，所述废旧锂电池放电装置还包括电流选择模块，所述电流选择模块用于调控负载的阻值大小。

9.如权利要求1所述的废旧锂电池放电装置，其特征在于，所述废旧锂电池放电装置还包括用于负载散热的散热装置和用于检测负载温度的温度传感器。

10.如权利要求1所述的废旧锂电池放电装置，其特征在于，所述控制器上连接有信号灯，所述信号灯用来指示废旧锂电池的放电状态。

Images