一种拆解后电池的多功能储存柜的制作方法

本发明涉及一种存储柜，具体涉及一种拆解后电池的多功能储存柜。

背景技术：

1、随着锂离子电池、钠离子电池、固态电池等新型电池技术的发展，电池研发、检测、拆解分析、回收利用及失效研究等场景中，常常需要对拆解外壳后的电芯或电池样品进行临时存储或过程存放。拆解后的电芯相较于完整电池产品，其外部壳体、保护结构或封装结构已经被破坏，内部电极材料、电解液、隔膜、极耳等部位更容易受到空气、水分、温度变化以及外界污染物的影响，同时也更容易出现漏液、腐蚀、局部短路、温升异常、产气、热失控等安全隐患。因此，拆解后电池的存储环境要求明显高于普通电池成品的存储要求，需要兼顾环境稳定性、化学安全性、防爆安全性以及异常状态下的主动处置能力。

2、现有技术中，用于存储电池或化学样品的设备通常包括普通电池存放柜、防爆柜、防火柜、恒温恒湿柜、化学试剂通风柜等。其中，普通电池存放柜多侧重于提供基本的分区存放空间，通常不具备针对不同电池类型进行独立环境调控的能力；防爆柜、防火柜多侧重于利用阻燃材料、加强柜体或泄压结构实现被动防护，其主要作用是在异常发生后降低事故扩散风险，但通常无法对拆解后电芯的温度变化、气体浓度变化、泄漏状态及热失控前兆进行主动监测和联动处置；恒温恒湿柜虽然能够提供一定的温湿度控制能力，但其通常以单一柜内环境为控制对象，难以同时满足不同类型电芯对氧气浓度、惰性气体保护、湿度控制、压力控制等多维环境参数的差异化需求；化学试剂通风柜则主要依靠排风降低有害气体聚集风险，难以形成针对电芯存储的独立舱室控制、安全分级响应及闭环管理。

3、对于拆解后的不同类型电芯而言，其适宜存储条件存在明显差异。例如，部分锂离子电芯在拆解后需要降低氧气含量或采用惰性气体保护，以减少活性材料与空气接触造成的氧化风险；部分钠离子电芯或含水敏感材料的电芯，对湿度控制要求较高，需要避免水分引发材料失效、腐蚀或副反应；部分固态电池或新型实验电芯则可能同时要求温度、湿度、压力或气体环境保持稳定。现有固定式、单功能式存储设备难以对多个存储区域分别建立独立环境参数，也难以根据不同电芯类型自动调用相应的环境控制策略，导致不同存储需求之间相互冲突，无法满足实验室、研发中心、检测机构及回收拆解场景下的多类型电芯并行存储需求。

4、同时，拆解后电池的安全风险具有突发性和隐蔽性。电芯在存放过程中可能因内部短路、残余电量、机械损伤、电解液外泄、环境温湿度变化或气体积聚而产生安全隐患。现有防爆柜、防火柜等设备大多依赖材料阻燃、物理隔离或人工巡检，缺乏由温度传感器、烟雾传感器、泄漏检测传感器、气体浓度传感器、压力传感器等构成的多源监测体系，也缺乏基于中央控制系统的异常逻辑判断和分级响应机制。当出现轻微泄漏、局部升温、烟雾异常或压力异常时，现有设备往往不能在早期阶段及时识别并采取相应措施，容易导致风险由可控状态发展为火灾、爆燃或腐蚀扩散等严重事故。

5、此外，现有存储设备通常为固定结构，柜内功能区域、控制方式和安全执行部件在出厂后基本确定。当用户需要增加惰性气体保护、防爆隔离、恒温恒湿控制、远程监控、数据记录或多柜联动等功能时，往往需要重新购置其他设备，难以通过模块化方式进行功能扩展和系统升级。这不仅增加了设备成本和占地空间，也限制了设备对不同实验项目、不同电芯规格和不同存储安全等级的适应能力。因此，亟需提供一种能够面向拆解后电池存储场景，将模块化存储、独立环境调控、多源安全监测、分级响应处置、数据记录及远程监控进行集成的多功能储存柜，以解决现有技术中环境兼容性不足、安全防护被动、异常处置不及时以及扩展能力差的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种拆解后电池的多功能储存柜，能够有效解决现有技术中的不足。

2、本发明是通过以下技术方案来实现的：一种拆解后电池的多功能储存柜，包括：

3、柜体结构系统，所述柜体结构系统包括柜体主体、若干模块化存储舱以及标准化接口，所述模块化存储舱用于容纳拆解外壳后的电芯，所述标准化接口用于使所述模块化存储舱与外部功能模块、相邻模块化存储舱或相邻储存柜形成连接；

4、环境调控系统，所述环境调控系统与所述模块化存储舱对应设置，用于对对应模块化存储舱内的温度、湿度、气体浓度和压力中的至少一种环境参数进行调节；

5、智能安全防护系统，所述智能安全防护系统包括安全监测组件和安全处置组件，所述安全监测组件用于采集模块化存储舱内的安全监测数据，所述安全处置组件用于在异常状态下执行报警、通风、排风、中和、灭火、泄压、断电和隔离处置中的至少一种安全处置动作；

6、中央控制系统，所述中央控制系统分别与所述环境调控系统、所述安全监测组件和所述安全处置组件电连接或通信连接，用于接收所述环境调控系统和所述安全监测组件反馈的数据，并根据预设控制条件输出环境调控指令和安全处置指令；

7、用户交互与监控端，所述用户交互与监控端与所述中央控制系统连接，用于设置所述模块化存储舱的目标环境参数、报警阈值及电芯类型，并用于显示运行状态和报警信息；

8、其中，所述中央控制系统被配置为根据不同模块化存储舱所对应的电芯类型分别调用对应的环境控制策略，使不同模块化存储舱能够独立维持相应的存储环境，并在安全监测数据满足异常判定条件时，联动所述安全处置组件形成监测、判断、预警、处置和记录的闭环安全管理。

9、作为优选的技术方案，所述模块化存储舱包括防爆舱、惰性气体舱、恒温恒湿舱中的一种或多种，不同类型的模块化存储舱分别对应有不同的目标环境参数，所述目标环境参数包括目标温度范围、目标湿度范围、目标氧气浓度范围、目标惰性气体浓度范围和目标压力范围中的至少两种。

10、作为优选的技术方案，所述标准化接口包括用于模块化存储舱扩展或联动的机械连接接口、气路连接接口、电连接接口和信号通信接口中的至少两种，使所述模块化存储舱能够根据存储需求进行增减、更换、横向扩展或多柜联动。

11、作为优选的技术方案，所述环境调控系统包括温湿度调节模块、气体调节模块、制冷模块、加热模块、除湿模块和排风模块中的至少两种，所述中央控制系统根据对应模块化存储舱的目标环境参数以及实时采集的环境参数数据，控制所述温湿度调节模块、气体调节模块、制冷模块、加热模块、除湿模块和/或排风模块动作。

12、作为优选的技术方案，所述气体调节模块包括惰性气体供给单元、气体浓度检测单元和气体通断控制单元，所述气体浓度检测单元用于采集模块化存储舱内的氧气浓度和/或惰性气体浓度，所述中央控制系统根据所述氧气浓度和/或惰性气体浓度控制所述气体通断控制单元开启或关闭，以对对应模块化存储舱进行惰化置换、气体补充或气体浓度维持。

13、作为优选的技术方案，所述安全监测组件包括温度传感器、烟雾传感器、泄漏检测传感器、气体浓度传感器和压力传感器中的至少两种，所述中央控制系统对所述安全监测组件采集的数据进行数据采集、阈值比较、变化趋势判断和/或多传感器组合判断，以识别泄漏异常、温度异常、烟雾异常、气体浓度异常、压力异常和热失控前兆中的至少一种异常状态。

14、作为优选的技术方案，所述泄漏检测传感器用于检测电解液泄漏、氢氟酸泄漏和/或有机溶剂泄漏，所述温度传感器用于检测模块化存储舱内的局部温度及温升变化，所述压力传感器用于检测模块化存储舱内的压力变化，所述中央控制系统根据泄漏检测数据、局部温度数据、温升变化数据和压力变化数据中的至少两种确定异常状态的风险等级。

15、作为优选的技术方案，所述安全处置组件包括自动喷淋中和装置、自动灭火装置、泄压阀、声光报警器、紧急断电开关和通风口启闭机构中的至少两种；当所述中央控制系统识别到泄漏异常时，控制所述自动喷淋中和装置对泄漏区域进行中和处理；当所述中央控制系统识别到火灾风险或热失控风险时，控制所述自动灭火装置启动，并控制所述紧急断电开关切断柜体内部电源。

16、作为优选的技术方案，所述中央控制系统被配置为根据异常程度执行分级响应控制，当安全监测数据满足一级响应条件时，控制所述安全处置组件执行声光报警、远程推送、通风或排风加强以及持续监测；当安全监测数据满足二级响应条件时，控制所述安全处置组件执行切断电源、启动中和装置、关闭通风口以及持续监测；当安全监测数据满足三级响应条件时，控制所述安全处置组件执行自动灭火、泄压动作、紧急断电和隔离处置。

17、作为优选的技术方案，所述中央控制系统包括主控单元、数据采集单元、逻辑判断单元、指令输出单元和通信模块，所述数据采集单元用于接收环境参数数据和安全监测数据，所述逻辑判断单元用于根据预设阈值、持续升温条件和/或多传感器组合判定条件识别异常状态，所述指令输出单元用于向环境调控系统和安全处置组件输出控制指令，所述通信模块用于向用户交互与监控端和/或远程监控端发送运行状态、报警信息、历史数据和设备状态信息；所述用户交互与监控端包括本地显示与存储单元和远程监控端，所述本地显示与存储单元用于实时显示温度数据、湿度数据、气体浓度数据、压力数据、报警记录和设备状态，并用于进行历史数据查询和数据存储，所述远程监控端用于接收报警推送信息、进行实时监控、历史数据查询和远程参数设置。

18、本发明的有益效果是：本发明提供的拆解后电池的多功能储存柜，通过设置柜体结构系统、环境调控系统、智能安全防护系统、中央控制系统以及用户交互与监控端，使储存柜不再仅作为普通存放容器使用，而是形成能够对拆解后电池进行环境控制、安全监测、异常判断和联动处置的综合管理系统。中央控制系统能够根据不同模块化存储舱所对应的电芯类型调用相应的环境控制策略，使不同模块化存储舱能够分别维持适合对应电芯的温度、湿度、气体浓度和压力等环境参数，从而解决现有单一功能柜无法兼容锂离子电芯、钠离子电芯、固态电池等多类型拆解后电池存储需求的问题。

19、本发明通过模块化存储舱与标准化接口的配合，使储存柜能够根据实际使用需求配置防爆舱、惰性气体舱、恒温恒湿舱等不同类型的功能舱，并能够实现模块化存储舱的增减、更换、横向扩展或多柜联动。由此，用户可以根据实验室、工厂、检测机构或回收拆解场景中不同电池样品的数量、类型和安全等级进行灵活配置，避免传统固定式存储设备功能单一、扩展困难、适用场景受限的问题，提高设备的通用性和后续升级能力。

20、本发明的环境调控系统能够与各模块化存储舱对应设置，并通过中央控制系统实现对温湿度调节模块、气体调节模块、制冷模块、加热模块、除湿模块、排风模块等执行部件的协同控制。当实时环境参数偏离目标范围时，中央控制系统能够根据采集数据自动输出控制指令，使对应模块化存储舱进行制冷、加热、除湿、排风、惰化置换或气体补充等操作，并在调节后继续采集环境参数形成反馈控制。通过该闭环控制方式，可以提高模块化存储舱内环境参数的稳定性，减少因温度、湿度、氧气浓度或压力波动导致的电芯失效、腐蚀、氧化或安全风险。

21、本发明的智能安全防护系统通过设置温度传感器、烟雾传感器、泄漏检测传感器、气体浓度传感器、压力传感器等安全监测组件，能够对模块化存储舱内的泄漏异常、温度异常、烟雾异常、气体浓度异常、压力异常以及热失控前兆进行实时监测。中央控制系统能够对采集数据进行阈值比较、变化趋势判断和多传感器组合判断，从而提高异常识别的及时性和准确性，避免仅依靠人工巡检或单一报警部件导致的响应滞后问题。

22、本发明还通过安全处置组件实现主动式安全干预。当中央控制系统识别到泄漏异常时，可以联动自动喷淋中和装置对泄漏区域进行中和处理；当识别到火灾风险或热失控风险时，可以联动自动灭火装置、紧急断电开关、泄压阀、声光报警器和通风口启闭机构等执行相应动作。由此，本发明能够将传统存储柜的被动防护方式转变为“监测、判断、预警、处置和记录”的主动闭环管理方式，有利于在安全隐患扩大前进行干预，降低拆解后电池存储过程中的燃爆、腐蚀、烟雾扩散和二次事故风险。

23、本发明设置分级响应控制机制，使中央控制系统能够根据异常程度执行不同等级的安全处置。当异常程度较轻时，可以执行声光报警、远程推送、通风或排风加强以及持续监测；当异常程度进一步升高时，可以执行切断电源、启动中和装置、关闭通风口以及持续监测；当异常程度达到严重状态时，可以执行自动灭火、泄压动作、紧急断电和隔离处置。通过分级响应方式，可以避免轻微异常时过度处置，也能够在严重异常时快速采取强制安全措施，从而兼顾运行连续性和安全可靠性。

24、本发明的用户交互与监控端能够实现本地显示、参数设置、报警显示、历史数据查询、数据存储、远程报警推送、远程监控和远程参数设置等功能。用户可以根据不同电芯类型设置目标环境参数和报警阈值，也可以通过远程监控端及时获知设备状态和异常信息。通过数据记录与远程监控功能，本发明能够实现拆解后电池存储过程的可视化、可追溯和可管理，有利于提高实验室或生产场景中的安全管理水平和设备运行维护效率。