一種鋰離子電容器的梯次利用的篩選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電容器的梯次利用的篩選方法，即將高要求的鋰離子電容器回收后經(jīng)過(guò)一系列篩選處理用于低要求的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池等動(dòng)力電池隨著使用次數(shù)的增加而衰減，當(dāng)動(dòng)力電池性能下降到原性能的80 %時(shí)，將達(dá)不到電動(dòng)汽車的使用要求。剩余的70 %?80 %的容量依舊可以應(yīng)用于儲(chǔ)能或低速短距離電動(dòng)車等要求降低些的行業(yè)，而且鋰電池中含有高價(jià)值的鈷鎳錳等金屬以及有機(jī)電解液，若將其廢棄，將會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。
[0003]因此我們應(yīng)該避免重蹈鉛酸蓄電池回收的不足所帶來(lái)的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的覆轍，應(yīng)該重視鋰電池的回收和梯次利用。然而，目前鋰電池的回收技術(shù)線路比較復(fù)雜，價(jià)格昂貴;隨著應(yīng)用范圍擴(kuò)大，資源枯竭，未來(lái)必將不再是資源的開(kāi)發(fā)而是回收再利用。另外，鋰電池的梯次利用依舊處于概念上，現(xiàn)階段的研究處于初步階段，尚未有成熟的技術(shù)或產(chǎn)品出現(xiàn)。因此，目前鋰電池的梯次利用和回收利用的形勢(shì)，隨著大批量電池的廢棄，變得越來(lái)越嚴(yán)峻，亟待國(guó)家出臺(tái)相關(guān)支持政策和企業(yè)的全力配合。
[0004]鋰離子電容器是一種新興的新能源儲(chǔ)能器件，是鋰離子電池與超級(jí)電容器混合結(jié)構(gòu)。負(fù)極采用鋰離子電池的負(fù)極，活性物質(zhì)主要是硬碳等碳材料及少量的鋰鹽;正極采用超級(jí)電容器的正極，活性物質(zhì)主要是活性炭等碳材料。鋰離子電容器相比于鋰離子電池和鉛酸蓄電池，具有高功率密度，3?6Kw?kg;鋰離子電容器相比于超級(jí)電容器，具有高能量密度，15?25Wh/L.(0.6Ah?1.5Ah)，而且具有長(zhǎng)達(dá)10年的使用壽命，因此有必要考慮鋰離子電容器的梯次利用，比如應(yīng)用于AGV小車等領(lǐng)域的高要求鋰離子電容器模組經(jīng)過(guò)篩選、分級(jí)、重組等過(guò)程，重新應(yīng)用于電梯等的低要求領(lǐng)域;將無(wú)法滿足要求的鋰離子電容器直接做報(bào)廢處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種鋰離子電容器的梯次利用的篩選方法，以增加鋰離子電容器的利用率，節(jié)約能源。
[0006]如圖1所示的鋰離子電容器交流內(nèi)阻(ACR)與容量(Q)的關(guān)系示意圖，可以發(fā)現(xiàn)鋰離子電容器的容量和內(nèi)阻的變化在初始階段是趨于一條直線，當(dāng)容量或內(nèi)阻下降到約為40%時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)急劇的變化，這就為鋰離子電容器的梯次利用的篩選和分級(jí)提供了理論依據(jù)。
[0007]基于以上理論基礎(chǔ)，本發(fā)明提出了鋰離子電容器的梯次利用方法，該方法依次包括如下步驟:
[0008](I)、拆解PACK模組:將回收的鋰離子電容器PACK模組模組拆解成鋰離子電容器最小單元，該鋰離子電容器最小單元為鋰離子電容器單體或最小標(biāo)準(zhǔn)模組；
[0009](2)、檢查外觀:查看鋰離子電容器最小單元外觀是否完好、有沒(méi)有破損、有沒(méi)有脹包，如果完好，則進(jìn)入步驟(3)處理;如果不完好，則直接用于回收利用，作報(bào)廢處理；
[0010](3)、初次篩選:通過(guò)測(cè)試鋰離子電容器最小單元的交流內(nèi)阻來(lái)判斷該最小單元是否可梯次利用，
[0011]當(dāng)交流內(nèi)阻極大時(shí)，說(shuō)明該鋰離子電容器最小單元已經(jīng)斷路，則直接用于回收利用，進(jìn)行報(bào)廢處理；
[0012]其余測(cè)試結(jié)果根據(jù)交流內(nèi)阻-容量曲線來(lái)判斷，當(dāng)鋰離子電容器最小單元容量為標(biāo)稱容量的80%以下時(shí)，則直接用于回收利用，進(jìn)行報(bào)廢處理；
[0013]即斷路或者容量小于標(biāo)稱容量的80%的鋰離子電容器最小單元無(wú)法進(jìn)行梯次利用，只能將有用部分回收，其余部分報(bào)廢；
[0014]當(dāng)鋰離子電容器最小單元容量為標(biāo)稱容量的80%及以上時(shí)，則進(jìn)入步驟(4)處理；
[0015](4)、分級(jí)評(píng)選:根據(jù)實(shí)際測(cè)試的內(nèi)阻所對(duì)應(yīng)的容量對(duì)鋰離子電容器最小單元進(jìn)行分級(jí)，第一級(jí)的鋰離子電容器最小單元單體的實(shí)際容量不低于標(biāo)稱容量90%，第二級(jí)的鋰離子電容器最小單元單體的實(shí)際容量不低于標(biāo)稱容量的80% ;
[0016]將分級(jí)后鋰離子電容器最小標(biāo)準(zhǔn)模組分別進(jìn)入步驟(5)處理，將分級(jí)后鋰離子電容器單體分別進(jìn)入步驟(6)處理。
[0017](5)、二次篩選:首先，將初次篩選后的鋰離子電容器最小標(biāo)準(zhǔn)模組中連接單片機(jī)的CAN接口連接到數(shù)字顯示屏上;然后，按該模組的額定電壓對(duì)其充電，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)該模組中的每個(gè)電芯的電壓，
[0018]若發(fā)現(xiàn)有電芯電壓達(dá)不到額定電壓±0.5V時(shí)，則將含有該電芯的模組直接用于回收利用，進(jìn)行報(bào)廢處理;若該模組中的所有電芯均達(dá)到其額定電壓±0.5V，則說(shuō)明該模組電壓均一性很好，可以直接進(jìn)入步驟(7);
[0019](6)、重組模組:將初次篩選后的鋰離子電容器單體連接到5V5A充放電測(cè)試設(shè)備上，以5A電流對(duì)其恒流充電，
[°02°] 若該單體達(dá)到額定電壓± 0.5V，則進(jìn)入步驟(7);若該單體達(dá)不到其額定電壓土
0.5V，則直接用于回收利用，進(jìn)行報(bào)廢處理；
[0021](7)、裝配PACK模組:根據(jù)分級(jí)不同，將測(cè)試合格后的鋰離子電容器最小單元裝配成PACK模組，進(jìn)入不同二次利用領(lǐng)域使用；
[0022]或所述步驟(3)初次篩選基于電壓測(cè)定，所述步驟(5) 二次篩選、步驟(6)重組模組基于交流內(nèi)阻測(cè)定。
[0023]進(jìn)一步地，步驟(I)所述拆解方式包括用機(jī)械手臂或人工方法將螺絲拆除，或者在不破壞鋰離子電容器最小單元的情況下用切割工具將膠粘部位切除。
[0024]進(jìn)一步地，步驟(2)所述外觀的檢查內(nèi)容至少包括鋰離子電容器單體的外包塑料膜是否完好、金屬是否腐蝕嚴(yán)重、塑料附件和鋁金屬外殼是否有破損;鋰離子電容器最小標(biāo)準(zhǔn)模組是否有脹包不良現(xiàn)象、模組外殼是否完好。
[0025]進(jìn)一步地，對(duì)于每批次回收的鋰離子電容器PACK模組，均根據(jù)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)繪制一份交流內(nèi)阻-容量曲線圖。
[0026]本發(fā)明的梯次利用方法，不論將鋰離子電容器梯次利用的最小單元設(shè)為單體還是模組，都可以進(jìn)行分級(jí)。
[0027]本發(fā)明的梯次利用的方法簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)捷、可行性高、經(jīng)濟(jì)有效。
[0028]本發(fā)明通過(guò)測(cè)試鋰離子電容器最小單元的內(nèi)阻和電壓即可進(jìn)行篩選分級(jí)，并且內(nèi)阻和電壓的測(cè)試均可在短時(shí)間內(nèi)完成。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為鋰離子電容器交流內(nèi)阻(ACR)與容量(Q)的關(guān)系示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明的鋰離子電容器梯次利用的篩選方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]實(shí)施例1:本發(fā)明所述鋰離子電容器的梯次利用的篩選方法，其流程示意圖如圖2所示，依次包括如下步驟:
[0032](I)、拆解PACK模組:將回收的鋰離子電容器PACK模組用機(jī)械手臂或人工方法將螺絲拆除，或者在不破壞鋰離子電容器最小單元的情況下用刀鋸等切割工具將膠粘部位切除，并將外殼等其余部分拆除后得到鋰離子電容器最小單元，該鋰離子電容器最小單元為鋰離子電容器單體或最小標(biāo)準(zhǔn)模組；
[0033](2)、檢查外觀:查看鋰離子電容器最小單元外觀是否完好、有沒(méi)有破損、有沒(méi)有脹包。查看離子電容器單體的外包塑料膜是否完好、極耳等金屬是否腐蝕嚴(yán)重、塑料附件和鋁金屬外殼是否有破損等;查看鋰離子電容器最小標(biāo)準(zhǔn)模組的是否有脹包等不良現(xiàn)象、模組外殼是否完好(主要是考慮到PACK模組模組部位很難拆解而采用刀鋸等切割工具會(huì)對(duì)最小標(biāo)準(zhǔn)模組有一定的外觀上的影響)。如果完好，則進(jìn)