一种电池阶梯安全放电设备的制作方法

本技术涉及废旧锂离子电池回收的领域，尤其涉及一种电池阶梯安全放电设备。

背景技术：

1、由于废旧锂离子电池内部依然蓄有较多的电能，在回收废旧锂离子电池对其进行拆解、破碎过程中，容易出现电池短路从而导致大量放热，甚至出现爆炸、起火等危险情况，具有极大的安全隐患。因此，回收废旧锂离子电池需要对其进行彻底放电操作，避免废电池在后续处理过程中，电池残余电量集中释放可能会造成的燃烧、爆炸等事故。

2、目前，对于废旧电池安全放电的方法包含物理放电、化学放电、刺穿放电等。其中，物理放电，可通过外接负载消耗电量，放电周期较长，存在虚假放电完成的假象和电压反弹现象，电芯内部依然残存部分电量；化学放电多采用浸泡放电，即利用废旧电池的正负极金属作为原电池的阴极和阳极，将电池浸泡入导电溶液中通过电解的方式释放残余电量；刺穿放电一般配有保护措施，但是放电后获得的物质混杂程度较高，资源化利用难度较大。

3、刺穿放电由于对设备及安全性要求较高且资源回收难度大，大部分回收废旧锂离子电池的厂家并不采用这种放电方法。而物理放电法和化学放电法两者相较而言，化学放电法成本低，操作简单，因此应用较为广泛。

4、不过，在实施化学放电法时，电池在完全浸入导电溶液后，导电溶液对电池的金属外壳腐蚀会造成腐蚀，致使电池内部的电解液渗出，形成氢氟酸，进而侵蚀电池的电极极片，降低了电池的回收价值；同时，电池在导电溶液中持续放电时会产生氢气和氧气，极易造成起火甚至爆炸等安全问题。另外，由于导电溶液的浓度在配制完成后是固定不变的，为了让废旧锂离子电池内的残余少量电量也能够充分释放，导电溶液的电阻设置的很小。如此一来，当电池内残存的电量较多时，小电阻的导电溶液会导致电池过载放电，产生大量热量造成电池严重鼓包，且随着电池的持续放电，电池的负极持续发生还原反应，导电溶液中的金属离子不断析出附着在电极上致使导电溶液电阻增大，不利于释放电池内的剩余电量，因此，这种化学放电方法还有待改进。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题：小电阻的导电溶液导致电池过载放电造成电池严重鼓包，且导电溶液的电阻随电池的持续放电而增大，不利于释放电池内的剩余电量，本实用新型的目的在于提供一种电池阶梯安全放电设备，使得废旧电池内部的电量能够依次在不同电阻的导电溶液中充分释放，既不会造成电量较多的电池过载放电发热鼓包严重，也能够使得电量较少的电池充分放电，具备放电安全无污染、自动化程度高、使用灵活方便、集成度高等优点，方便大面积推广应用。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案为：

3、一种电池阶梯安全放电设备，包括溶液盒，所述溶液盒内储存有导电溶液，还包括用于放置电池的电池仓，所述电池仓包括多个放电仓，所述溶液盒内设置有多个分隔区，且每个所述分隔区内导电溶液的电阻均不同，所述放电仓的数量与分隔区的数量相同，每个所述放电仓均能够通过导电组件与对应的一个分隔区内的导电溶液导通。

4、本实用新型进一步设置为：所述电池仓还包括与控制器电连接的检测仓，所述检测仓用于测定电池的初始电压。

5、本实用新型进一步设置为：还包括与控制器电连接的电压检测仪以及机械手装置，所述电压检测仪用于检测位于电池仓内的电池的电压，所述控制器根据检测到的电池的当前电压控制机械手装置将电池放入与电池当前电压匹配的放电仓中。

6、本实用新型进一步设置为：所述放电仓与导电溶液分隔设置，且所述放电仓与分隔区之间设置有可导通的导电组件。

7、本实用新型进一步设置为：还包括换向继电器，所述换向继电器同时与控制器及放电仓电连接，所述换向继电器用于切换装有电池的放电仓在导电溶液内的正负极。

8、本实用新型进一步设置为：所述控制器控制换向继电器切换装有电池的放电仓在导电溶液内的正负极。

9、本实用新型进一步设置为：还包括供液机构，所述供液机构包括储液罐、补液泵和供液管，所述补液泵的进液口通过供液管与储液罐连通，所述补液泵的出液口通过供液管与溶液盒连通。

10、本实用新型进一步设置为：所述储液罐有两个，两个所述储液罐内分别储存有浓度不同的导电溶液；所述补液泵有两个，且两个所述储液罐各自通过一个补液泵向溶液盒内补充导电溶液。

11、本实用新型进一步设置为：所述供液机构还包括与控制器电连接的电磁阀，所述补液泵通过供液管同时连通所有分隔区，且补液泵的出液口通向每一个分隔区的供液管上均设置有一个电磁阀，所述控制器控制补液泵启停并控制每一个电磁阀的开启与关闭。

12、本实用新型进一步设置为：还包括与控制器电连接的电阻检测仪，每一个所述电阻检测仪对应检测一个分隔区内导电溶液的电阻，所述控制器根据检测到的分隔区内导电溶液的电阻控制泵入分隔区内两种导电溶液的量和比例。

13、综上所述，本实用新型实现的有益效果如下：

14、（1）溶液盒内设置有多个盛有不同电阻的导电溶液的分隔区，每个分隔区分别与一个放电仓连接，当电池被放入一个放电仓后电池即可与该放电仓相对应的一个分隔区内的导电溶液导通，随即开始放电。由于溶液盒内设置有多个分隔区，可根据电池剩余电压的高低依次与不同电阻的导电溶液连通从而实现阶梯放电，既避免了导电溶液电阻过小时电池过载放电发热鼓包，又避免了导电溶液电阻过大造成放电不彻底，达到了放电安全且彻底的效果；

15、（2）电压检测仪随时检测位于电池仓内的电池的电压，机械手装置根据测得的电池的当前电压将电池放入与电池当前电压匹配的放电仓中进行放电，不仅提高了自动化程度，且能够及时、准确的更换放电仓，在保证充分放电的前提下提高了电池的放电效率；

16、（3）放电仓与导电溶液之间分隔设置并通过导电组件实现连通，从而使得电池在放电过程中无需与导电溶液接触，避免了导电溶液对电池外壳的腐蚀，防止电池内部电解液渗出；

17、（4）换向继电器在控制器的控制下定时且反复切换装有电池的放电仓在导电溶液内的正负极，从而使得在电池放电过程中从导电溶液中析出并附着在电极上的金属不断重复析出和溶解，既保证了溶液的导电性和电阻稳定，又避免产生气体逸出，提高了放电过程中的安全性；

18、（5）控制器根据测得的分隔区内导电溶液的电阻控制补液泵按照所需的比例向对应的分隔区内泵入两种导电溶液，不仅具有补充导电溶液的作用，还具有依靠调节两种浓度不同的导电溶液之间的比例来调节分隔区内导电溶液电阻的效果。

技术特征：

1.一种电池阶梯安全放电设备，包括溶液盒（3），所述溶液盒（3）内储存有导电溶液，其特征在于，还包括用于放置电池（8）的电池仓（4），所述电池仓（4）包括多个放电仓（43），所述溶液盒（3）内设置有多个分隔区（31），且每个所述分隔区（31）内导电溶液的电阻均不同，所述放电仓（43）的数量与分隔区（31）的数量相同，每个所述放电仓（43）均能够通过导电组件与对应的一个分隔区（31）内的导电溶液导通。

2.根据权利要求1所述的电池阶梯安全放电设备，其特征在于，所述电池仓（4）还包括与控制器电连接的检测仓（42），所述检测仓（42）用于测定电池（8）的初始电压。

3.根据权利要求2所述的电池阶梯安全放电设备，其特征在于，还包括与控制器电连接的电压检测仪（7）以及机械手装置（5），所述电压检测仪（7）用于检测位于电池仓（4）内的电池（8）的电压，所述控制器根据检测到的电池（8）的当前电压控制机械手装置（5）将电池（8）放入与电池（8）当前电压匹配的放电仓（43）中。

4.根据权利要求1所述的电池阶梯安全放电设备，其特征在于，所述放电仓（43）与导电溶液分隔设置，且所述放电仓（43）与分隔区（31）之间设置有可导通的导电组件。

5.根据权利要求4所述的电池阶梯安全放电设备，其特征在于，还包括换向继电器（9），所述换向继电器（9）同时与控制器及放电仓（43）电连接，所述换向继电器（9）用于切换装有电池（8）的放电仓（43）在导电溶液内的正负极。

6.根据权利要求5所述的电池阶梯安全放电设备，其特征在于，所述控制器控制换向继电器（9）切换装有电池（8）的放电仓（43）在导电溶液内的正负极。

7.根据权利要求1所述的电池阶梯安全放电设备，其特征在于，还包括供液机构（2），所述供液机构（2）包括储液罐（21）、补液泵（22）和供液管（24），所述补液泵（22）的进液口通过供液管（24）与储液罐（21）连通，所述补液泵（22）的出液口通过供液管（24）与溶液盒（3）连通。

8.根据权利要求7所述的电池阶梯安全放电设备，其特征在于，所述储液罐（21）有两个，两个所述储液罐（21）内分别储存有浓度不同的导电溶液；所述补液泵（22）有两个，且两个所述储液罐（21）各自通过一个补液泵（22）向溶液盒（3）内补充导电溶液。

9.根据权利要求8所述的电池阶梯安全放电设备，其特征在于，所述供液机构（2）还包括与控制器电连接的电磁阀（23），所述补液泵（22）通过供液管（24）同时连通所有分隔区（31），且补液泵（22）的出液口通向每一个分隔区（31）的供液管（24）上均设置有一个电磁阀（23），所述控制器控制补液泵（22）启停并控制每一个电磁阀（23）的开启与关闭。

10.根据权利要求9所述的电池阶梯安全放电设备，其特征在于，还包括与控制器电连接的电阻检测仪（6），每一个所述电阻检测仪（6）对应检测一个分隔区（31）内导电溶液的电阻，所述控制器根据检测到的分隔区（31）内导电溶液的电阻控制泵入分隔区（31）内两种导电溶液的量和比例。

技术总结本技术涉及废旧锂离子电池回收领域，公开了一种电池阶梯安全放电设备，包括溶液盒，所述溶液盒内储存有导电溶液，还包括用于放置电池的电池仓，所述电池仓包括多个放电仓，所述溶液盒内设置有多个分隔区，且每个所述分隔区内导电溶液的电阻均不同，所述放电仓的数量与分隔区的数量相同，每个所述放电仓均能够通过导电组件与对应的一个分隔区内的导电溶液导通。解决了小电阻的导电溶液导致电池过载放电造成电池严重鼓包，且导电溶液的电阻随电池的持续放电而增大，不利于释放电池内的剩余电量的问题。本技术使得废旧电池内部的电量能够依次在不同电阻的导电溶液中充分释放，具备放电安全无污染、自动化程度高、集成度高等优点。技术研发人员：孟祥雷,黄擎,官亦标,苏岳锋,陈来,郭鹏辉受保护的技术使用者：重庆璟远环境技术有限公司技术研发日：20231010技术公布日：2024/7/23