[發明專利]一種再生鋰離子電池電極材料的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110489715.8
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113258159B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 曹殿學;董澍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種再生鋰離子電池電極材料的裝置，其特征在于：包括反應器(1)和電源系統組成，所述反應器(1)包括外保護殼(101)，外保護殼(101)兩側通入電纜的第一輸入線路(102)、第二輸入線路(103)，連接第一導電銅圓盤(104)、第二導電銅圓盤(105)，內部裝置兩側設置第一負重銅圓盤(106)、第二負重銅圓盤(107)，底部設置絕緣電木支撐架(108)，正極導電銅棒(109)、負極導電銅棒(110)通過穿孔方式架于支撐架(108)兩側中心，一端穿過第一導電銅圓盤(104)、第二導電銅圓盤(105)與第一負重銅圓盤(106)、第二負重銅圓盤(107)，另一端挖槽處理，正極石墨棒(111)、負極石磨棒(112)一端緊密連接于導電銅棒的凹槽處，另一端接觸反應材料，反應材料放入耐高溫石英管(113)，正極石墨棒(111)、負極石磨棒(112)放入石英管內作為反應電極，所述反應材料為磷酸鐵鋰、三元材料、石墨；

所述電源系統包括電容器充電電源、能量系統和釋放電路：

電容器充電電源：使用可調節直流穩壓電源或采用直流穩壓電源并聯電阻的方式設置電壓調節電位器，在電源端串聯保護電阻，并設置充電電壓、電流表V₁、A₁，采用繼電器方式開關充電電源；

能量系統：將可調節直流穩壓電源與系統串聯，多個電容器進行并或串聯得到超高能量釋放系統，系統兩端設置電容電壓表V₂，并聯大功率放熱電阻R₂作為剩余能量釋放電路；

釋放電路設置：采用IGBT或可控硅模塊電路作為釋放能量的開關通路，另外設置驅動電源對模塊供電，因為電極材料的低電阻、高導電特性，串聯0.5Ω的康銅絲作為可放熱電阻R₃防止電路短路。

2.根據權利要求1所述的一種再生鋰離子電池電極材料的裝置，其特征在于：所述的外保護殼(101)采用亞克力材質。

3.一種再生鋰離子電池電極材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：將廢舊電池電極材料粉末裝入反應器(1)中的石英管(113)；

步驟二：利用電源系統給選定電容器C_1-n充電至預定電壓后關閉充電按鈕；

步驟三：打開放電按鈕，完成反應，切斷開關K₃打開剩余能量釋放開關K₂，將電容器中未釋放的剩余能量進行釋放，重復步驟二，對產品進行多次能量擊打，最后得到產品，所述廢舊電池電極材料粉末為磷酸鐵鋰、三元材料或石墨。

4.根據權利要求3所述的再生鋰離子電池電極材料的方法，其特征在于，所述再生鋰離子電池電極材料產品質量依據裝置可釋放能量大小確定，1200J以內的能量可完全還原100mg的廢舊電池電極材料，根據下面公式調整電容器容量與電壓的關系使其能夠達到相應能量：

5.根據權利要求3所述的再生鋰離子電池電極材料的方法，其特征在于，所述對產品進行多次能量擊打為將材料放入裝置之后，進行多次的電容器充電、放電過程。