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動力電池回收過程電極材料分離控制方法及系統(tǒng)

1511   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:江蘇思伽循環(huán)科技有限公司  
2022-10-18 15:26:28

權(quán)利要求

1.動力電池回收過程電極材料分離控制方法,其特征在于,包括: 對經(jīng)過錘振破碎后的電極材料物料完成篩分后,獲取篩上物料的第一灰度圖像以及篩下物料的第二灰度圖像; 篩選出第一灰度圖像中像素點(diǎn)鄰域內(nèi)灰度值一致程度大于預(yù)設(shè)第一閾值的像素點(diǎn)并作為種子點(diǎn),利用各種子點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域生長分別獲得第一灰度圖像中各第一顆粒區(qū)域,根據(jù)各第一顆粒區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的數(shù)量、灰度均值以及灰度方差,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的脫落程度; 利用第一顆粒區(qū)域的獲得方法,獲得第二灰度圖像中各第二顆粒區(qū)域,并根據(jù)各第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及所有第二顆粒區(qū)域的平均像素點(diǎn)數(shù)量,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的粉碎程度; 根據(jù)各第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及灰度均值獲得篩下物料的過碎度,同時根據(jù)各第一顆粒區(qū)域的脫落程度以及粉碎程度,獲得篩上物料的剝離度; 根據(jù)篩上物料的剝離度以及篩下物料的過碎度,獲得錘振破碎過程的評價值,并利用所述評價值對錘振破碎過程進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池回收過程電極材料分離控制方法,其特征在于,根據(jù)各第一顆粒區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的數(shù)量、灰度均值以及灰度方差,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的脫落程度,包括:  其中, 為第 個第一顆粒區(qū)域的脫落度, 為與第 個第一顆粒區(qū)域相鄰的第一顆粒區(qū)域的數(shù)量, 為第 個第一顆粒區(qū)域中所有像素點(diǎn)的灰度均值, 為與第 個第一顆粒區(qū)域相鄰的第 個第一顆粒區(qū)域中所有像素點(diǎn)的灰度均值, 為第 個第一顆粒區(qū)域中所有像素點(diǎn)的灰度值的方差。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池回收過程電極材料分離控制方法,其特征在于,根據(jù)各第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及所有第二顆粒區(qū)域的平均像素點(diǎn)數(shù)量,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的粉碎程度,包括: 將任意一個第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量與所有第二顆粒區(qū)域的平均像素點(diǎn)數(shù)量作差; 將作差結(jié)果的絕對值對所有第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量進(jìn)行除法運(yùn)算; 用1減去該除法運(yùn)算的結(jié)果,得到該任一第一顆粒區(qū)域的粉碎程度; 利用粉碎程度的獲得方法,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的粉碎程度。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池回收過程電極材料分離控制方法,其特征在于,根據(jù)各第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及灰度均值獲得篩下物料的過碎度,包括: 根據(jù)第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度均值,將各第二顆粒區(qū)域劃分為各金屬顆粒區(qū)域以及各非金屬顆粒區(qū)域,其中任一金屬顆粒區(qū)域的灰度均值大于任一非金屬顆粒區(qū)域的灰度均值; 計(jì)算篩下物料的過碎度 ,其中, 為所有金屬顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量, 為所有第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量, 為所有金屬顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度均值, 為所有非金屬顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度均值。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力電池回收過程電極材料分離控制方法,其特征在于,根據(jù)第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度均值,將各第二顆粒區(qū)域劃分為各金屬顆粒區(qū)域以及各非金屬顆粒區(qū)域,包括: 對各第一顆粒區(qū)域的灰度均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì); 對統(tǒng)計(jì)結(jié)果中各灰度均值出現(xiàn)的頻率進(jìn)行混合高斯模型擬合成2個子高斯模型; 分別獲得該2個子高斯模型的均值,并將其中均值較大的子高斯模型對應(yīng)的第二顆粒區(qū)域作為金屬顆粒區(qū)域,將另一子高斯模型對應(yīng)的第二顆粒區(qū)域作為非金屬顆粒區(qū)域。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池回收過程電極材料分離控制方法,其特征在于,根據(jù)各第一顆粒區(qū)域的脫落程度以及粉碎程度,獲得篩上物料的剝離度,包括: 計(jì)算任一第一顆粒區(qū)域的脫落程度以及粉碎程度的平方和的均值的開方,將開方結(jié)果與該任一第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量相乘后,將相乘結(jié)果作為該任一第一顆粒區(qū)域的顆粒剝離度; 將第一圖像中所有第一顆粒區(qū)域的顆粒剝離度進(jìn)行求和,將求和結(jié)果除以第一圖像中所有第一顆粒區(qū)域中包含的像素點(diǎn)的總數(shù),得到第一灰度圖像對應(yīng)的剝離度。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池回收過程電極材料分離控制方法,其特征在于,根據(jù)篩上物料的剝離度以及篩下物料的過碎度,獲得錘振破碎過程的評價值,包括: 計(jì)算剝離度與過碎度的差,以及剝離度與過碎度的和,將差的結(jié)果除以和的結(jié)果得到錘振破碎過程的評價值。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池回收過程電極材料分離控制方法,其特征在于,獲取篩上物料的第一灰度圖像以及篩下物料的第二灰度圖像,包括: 將篩上物料的表面圖像中像素點(diǎn)在RGB三個通道中像素值的最大值,作為第一灰度圖像中的像素點(diǎn)的灰度值; 將篩下物料的表面圖像中像素點(diǎn)在RGB三個通道中像素值的最大值,作為第二灰度圖像中的像素點(diǎn)的灰度值。 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池回收過程電極材料分離控制方法,其特征在于,利用所述評價值對錘振破碎過程進(jìn)行反饋調(diào)節(jié),包括: 錘振破碎過程中錘振破碎機(jī)的反擊板與轉(zhuǎn)子盤錘頭間距為 ,將 增大一個步長,若調(diào)節(jié)后評價值變大,繼續(xù)對 執(zhí)行增大一個步長操作,若調(diào)節(jié) 后的評價值變小,則將 減小一個步長,進(jìn)行迭代,直至 在單位步長內(nèi)的調(diào)節(jié)使得評價值的變化量小于預(yù)設(shè)第三閾值。 10.動力電池回收過程電極材料分離控制系統(tǒng),包括:存儲器和處理器,其特征在于,所述處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的計(jì)算機(jī)程序,以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的動力電池回收過程電極材料分離控制方法。

說明書

動力電池回收過程電極材料分離控制方法及系統(tǒng)

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及人工智能領(lǐng)域,具體涉及一種動力電池回收過程電極材料分離控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展與人類環(huán)保意識的提高,清潔能源的利用越來越成為能源使用的重要部分,其中動力電池作是電能主要的清潔能源之一,但隨著充放電次數(shù)的增高動力電池的容量會有所降低,使得電池?zé)o法繼續(xù)提供足夠的電力,這也就意味著不斷會有電池報(bào)廢,動力電池的回收再利用就成了一個存在巨大潛力的市場。鈷酸鋰電池作為動力電池中最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的動力電池,在動力電池回收的市場中占有很大的比例,對其進(jìn)行回收的主要目的是回收其中存在的的電極組成材料,包括鋁、銅、石墨以及鈷酸鋰。

進(jìn)行物理處理實(shí)現(xiàn)回收是現(xiàn)有動力電池回收行業(yè)的主要工藝,對于電極的破碎是物理處理實(shí)現(xiàn)回收過程中重要的一環(huán),其主要目的是將正負(fù)極上的石墨、鈷酸鋰與銅箔、鋁箔分開,首先利用錘振破碎工藝將附著在銅箔、鋁箔上的石墨、鈷酸鋰進(jìn)行分離,分離成石墨、鈷酸鋰組成的正負(fù)極材料以及銅、鋁組成的正負(fù)極金屬。

由于石墨以及鈷酸鋰的物理特性與銅箔、鋁箔不同,在錘振破碎的過程中,石墨以及鈷酸鋰被粉碎成粉末狀,而銅鋁被錘振機(jī)揉搓成顆粒狀,之后經(jīng)由篩選工序進(jìn)行篩分。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的過程中,發(fā)現(xiàn)背景技術(shù)中至少存在以下缺陷:由于電池電極的制造工藝,破碎前的正負(fù)極材料與金屬箔是緊密粘結(jié)在一起的,這就導(dǎo)致正負(fù)極材料不會輕易被粉碎成粉末狀,從而在錘振過程中為了保證將正負(fù)極材料粉碎成粉末,可能會使正負(fù)極金屬被過度粉碎,進(jìn)而導(dǎo)致過篩過程中正負(fù)極材料粉末中會出現(xiàn)正負(fù)極金屬,進(jìn)一步影響后續(xù)的分離過程。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種動力電池回收過程電極材料分離控制方法及系統(tǒng),能夠在動力電池回收過程中,保證正負(fù)極材料被粉碎成粉末狀的前提下,使金屬材料不被過度粉碎,從而使得正負(fù)極金屬與正負(fù)極材料有效分離。

第一方面,本文發(fā)明實(shí)施例提出了一種動力電池回收過程電極材料分離控制方法,包括:

對經(jīng)過錘振破碎后的電極材料物料完成篩分后,獲取篩上物料的第一灰度圖像以及篩下物料的第二灰度圖像。

篩選出第一灰度圖像中像素點(diǎn)鄰域內(nèi)灰度值一致程度大于預(yù)設(shè)第一閾值的像素點(diǎn)并作為種子點(diǎn),利用各種子點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域生長分別獲得第一灰度圖像中各第一顆粒區(qū)域,根據(jù)各第一顆粒區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的數(shù)量、灰度均值以及灰度方差,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的脫落程度。

利用第一顆粒區(qū)域的獲得方法,獲得第二灰度圖像中各第二顆粒區(qū)域,并根據(jù)各第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及所有第二顆粒區(qū)域的平均像素點(diǎn)數(shù)量,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的粉碎程度。

根據(jù)各第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及灰度均值獲得篩下物料的過碎度,同時根據(jù)各第一顆粒區(qū)域的脫落程度以及粉碎程度,獲得篩上物料的剝離度。

根據(jù)篩上物料的剝離度以及篩下物料的過碎度,獲得錘振破碎過程的評價值,并利用所述評價值對錘振破碎過程進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。

在一個可行的實(shí)施例中,根據(jù)各第一顆粒區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的數(shù)量、灰度均值以及灰度方差,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的脫落程度,包括:

其中, 為第 個第一顆粒區(qū)域的脫落度, 為與第 個第一顆粒區(qū)域相鄰的第一顆粒區(qū)域的數(shù)量, 為第 個第一顆粒區(qū)域中所有像素點(diǎn)的灰度均值, 為與第 個第一顆粒區(qū)域相鄰的第 個第一顆粒區(qū)域中所有像素點(diǎn)的灰度均值, 為第 個第一顆粒區(qū)域中所有像素點(diǎn)的灰度值的方差。

在一個可行的實(shí)施例中,根據(jù)各第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及所有第二顆粒區(qū)域的平均像素點(diǎn)數(shù)量,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的粉碎程度,包括:

將任意一個第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量與所有第二顆粒區(qū)域的平均像素點(diǎn)數(shù)量作差。

將作差結(jié)果的絕對值對所有第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量進(jìn)行除法運(yùn)算。

用1減去該除法運(yùn)算的結(jié)果,得到該任一第一顆粒區(qū)域的粉碎程度。

利用粉碎程度的獲得方法,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的粉碎程度。

在一個可行的實(shí)施例中,根據(jù)各第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及灰度均值獲得篩下物料的過碎度,包括:

根據(jù)第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度均值,將各第二顆粒區(qū)域劃分為各金屬顆粒區(qū)域以及各非金屬顆粒區(qū)域,其中任一金屬顆粒區(qū)域的灰度均值大于任一非金屬顆粒區(qū)域的灰度均值。

計(jì)算篩下物料的過碎度 ,其中, 為所有金屬顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量, 為所有第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量, 為所有金屬顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度均值, 為所有非金屬顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度均值。

在一個可行的實(shí)施例中,根據(jù)第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度均值,將各第二顆粒區(qū)域劃分為各金屬顆粒區(qū)域以及各非金屬顆粒區(qū)域,包括:

對各第一顆粒區(qū)域的灰度均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

對統(tǒng)計(jì)結(jié)果中各灰度均值出現(xiàn)的頻率進(jìn)行混合高斯模型擬合成2個子高斯模型。

分別獲得該2個子高斯模型的均值,并將其中均值較大的子高斯模型對應(yīng)的第二顆粒區(qū)域作為金屬顆粒區(qū)域,將另一子高斯模型對應(yīng)的第二顆粒區(qū)域作為非金屬顆粒區(qū)域。

在一個可行的實(shí)施例中,根據(jù)各第一顆粒區(qū)域的脫落程度以及粉碎程度,獲得篩上物料的剝離度,包括:

計(jì)算任一第一顆粒區(qū)域的脫落程度以及粉碎程度的平方和的均值的開方,將開方結(jié)果與該任一第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量相乘后,將相乘結(jié)果作為該任一第一顆粒區(qū)域的顆粒剝離度。

將第一圖像中所有第一顆粒區(qū)域的顆粒剝離度進(jìn)行求和,將求和結(jié)果除以第一圖像中所有第一顆粒區(qū)域中包含的像素點(diǎn)的總數(shù),得到第一灰度圖像對應(yīng)的剝離度。

在一個可行的實(shí)施例中,根據(jù)篩上物料的剝離度以及篩下物料的過碎度,獲得錘振破碎過程的評價值,包括:

計(jì)算剝離度與過碎度的差,以及剝離度與過碎度的和,將差的結(jié)果除以和的結(jié)果得到錘振破碎過程的評價值。

在一個可行的實(shí)施例中,獲取篩上物料的第一灰度圖像以及篩下物料的第二灰度圖像,包括:

將篩上物料的表面圖像中像素點(diǎn)在RGB三個通道中像素值的最大值,作為第一灰度圖像中的像素點(diǎn)的灰度值。

將篩下物料的表面圖像中像素點(diǎn)在RGB三個通道中像素值的最大值,作為第二灰度圖像中的像素點(diǎn)的灰度值。

在一個可行的實(shí)施例中,利用所述評價值對錘振破碎過程進(jìn)行反饋調(diào)節(jié),包括:

錘振破碎過程中錘振破碎機(jī)的反擊板與轉(zhuǎn)子盤錘頭間距為 ,將 增大一個步長,若調(diào)節(jié)后評價值變大,繼續(xù)對 執(zhí)行增大一個步長操作,若調(diào)節(jié) 后的評價值變小,則將 減小一個步長,進(jìn)行迭代,直至 在單位步長內(nèi)的調(diào)節(jié)使得評價值的變化量小于預(yù)設(shè)第三閾值。

第二方面,本發(fā)明實(shí)施例提出了一種動力電池回收過程電極材料分離控制系統(tǒng),包括:存儲器和處理器,所述處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的計(jì)算機(jī)程序,以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例中動力電池回收過程電極材料分離控制方法。

本發(fā)明提供了一種動力電池回收過程電極材料分離控制方法及系統(tǒng),相比于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明實(shí)施例的有益效果至少包括:保證正負(fù)極材料被粉碎成粉末狀的前提下,使金屬材料不被過度粉碎,從而使得正負(fù)極金屬與正負(fù)極材料有效分離。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種動力電池回收過程電極材料分離控制方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

以下描述中,為了說明而不是為了限定,提出了諸如特定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)之類的具體細(xì)節(jié),以便透徹理解本申請實(shí)施例。然而,本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚,在沒有這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例中也可以實(shí)現(xiàn)本申請。在其它情況中,省略對眾所周知的系統(tǒng)、裝置、電路以及方法的詳細(xì)說明,以免不必要的細(xì)節(jié)妨礙本申請的描述。

術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征;在本實(shí)施例的描述中,除非另有說明,“多個”的含義是兩個或兩個以上。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種動力電池回收過程電極材料分離控制方法,如圖1所示,包括:

步驟S101、對經(jīng)過錘振破碎后的電極材料物料完成篩分后,獲取篩上物料的第一灰度圖像以及篩下物料的第二灰度圖像。

步驟S102、篩選出第一灰度圖像中像素點(diǎn)鄰域內(nèi)灰度值一致程度大于預(yù)設(shè)第一閾值的像素點(diǎn)并作為種子點(diǎn),利用各種子點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域生長分別獲得第一灰度圖像中各第一顆粒區(qū)域,根據(jù)各第一顆粒區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的數(shù)量、灰度均值以及灰度方差,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的脫落程度。

步驟S103、利用第一顆粒區(qū)域的獲得方法,獲得第二灰度圖像中各第二顆粒區(qū)域,并根據(jù)各第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及所有第二顆粒區(qū)域的平均像素點(diǎn)數(shù)量,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的粉碎程度。

步驟S104、根據(jù)各第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及灰度均值獲得篩下物料的過碎度,同時根據(jù)各第一顆粒區(qū)域的脫落程度以及粉碎程度,獲得篩上物料的剝離度。

步驟S105、根據(jù)獲得篩上物料的剝離度以及篩下物料的過碎度,獲得錘振破碎過程的評價值,并利用評價值對錘振破碎過程進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。

電極材料的分離作為動力電池的回收工序中的重要一步,在利用錘振破碎機(jī)對正、負(fù)極電極材料和正、負(fù)極金屬進(jìn)行破碎分離時,易發(fā)生正負(fù)極金屬被過度粉碎的現(xiàn)象,導(dǎo)致進(jìn)行篩分時正負(fù)極材料粉末中會出現(xiàn)正負(fù)極金屬,從而影響后續(xù)的分離步驟。

需要說明的是,在電極材料的分離過程中,首先需要對電極材料物料利用錘振破碎機(jī)進(jìn)行錘振破碎,然后將錘振破碎后的物料利用篩分裝置進(jìn)行篩分,由于物料中包含的金屬材料以及非金屬材料被錘振破碎后的粒徑不同,在理想情況下,被篩下的物料為非金屬物料即本發(fā)明實(shí)施例中電池中包含的正負(fù)極粉末,同時,篩下的正負(fù)極粉末中不會存在過粉碎的正負(fù)極金屬顆粒,篩上的正負(fù)極金屬上附著的所有正負(fù)極材料均被剝離并粉碎成粉末通過篩網(wǎng),組成篩下的物料部分。

然而,由于電池電極的制造工藝,電池正負(fù)極中正負(fù)極材料與正負(fù)極金屬箔被緊密地粘結(jié)在一起,這就導(dǎo)致正負(fù)極材料不會輕易被粉碎成粉末狀,因此,在錘振過程中就可能會為了將正負(fù)極材料粉碎成粉末,而使正負(fù)極金屬被過度粉碎,導(dǎo)致過篩后的正負(fù)極材料粉末中會出現(xiàn)正負(fù)極金屬。

進(jìn)一步的,步驟S101、對經(jīng)過錘振破碎后的電極材料物料完成篩分后,獲取篩上物料的第一灰度圖像以及篩下物料的第二灰度圖像。具體包括:

首先,對經(jīng)過錘振破碎后的電極材料物料完成篩分后,分別獲取以及篩下物料的表面圖像,所獲取的表面圖像為RGB圖像,RGB是一種顏色標(biāo)準(zhǔn),通過對紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三個顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加來得到各式各樣的顏色,RGB即是代表紅、綠、藍(lán)三個通道的顏色。

其次,對篩上物料的表面圖像進(jìn)行灰度化得到第一灰度圖像,對篩下物料的表面圖像進(jìn)行灰度化獲得第二灰度圖像,灰度化的過程包括:將RGB圖像中像素點(diǎn)在RGB三個通道中像素值的最大值,作為灰度圖像中的像素點(diǎn)的灰度值。

需要說明的是,篩上物料指的是經(jīng)過篩分后未被篩下的物料,篩下物料指的是經(jīng)過篩分后被篩下的物料,同時,篩上物料及篩下物料均不存在物料之間的堆疊。

進(jìn)一步的,步驟S102、篩選出第一灰度圖像中像素點(diǎn)鄰域內(nèi)灰度值一致程度大于預(yù)設(shè)第一閾值的像素點(diǎn)并作為種子點(diǎn),利用各種子點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域生長分別獲得第一灰度圖像中各第一顆粒區(qū)域,根據(jù)各第一顆粒區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)的數(shù)量、灰度均值以及灰度方差,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的脫落程度。具體包括:

首先,分別計(jì)算第一灰度圖像中各像素點(diǎn)鄰域內(nèi)灰度一致程度。

本發(fā)明實(shí)施例中像素點(diǎn)鄰域內(nèi)灰度值一致程度的計(jì)算過程包括: ,其中 為像素點(diǎn)鄰域內(nèi)灰度值一致程度, 為像素點(diǎn)八鄰域內(nèi)第 個像素點(diǎn)的灰度值, 為像素點(diǎn)的灰度值。

其次,將鄰域內(nèi)灰度值一致程度大于預(yù)設(shè)第一閾值的像素點(diǎn)并作為種子點(diǎn),作為一個示例,本發(fā)明實(shí)施例中預(yù)設(shè)第一閾值為0.8。

然后,利用所篩選出的種子點(diǎn)對第一灰度圖像進(jìn)行區(qū)域生長,分別獲得第一灰度圖像中各第一顆粒區(qū)域。將種子點(diǎn)周圍與其灰度值相似的點(diǎn)進(jìn)行合并,相似度為與種子點(diǎn)相鄰的點(diǎn)與種子點(diǎn)的歸一化后的灰度的差值,當(dāng)差值小于預(yù)設(shè)第二閾值時,將此點(diǎn)與種子點(diǎn)合并成一個區(qū)域,并以此完成區(qū)域生長,直到與區(qū)域相鄰的所有像素點(diǎn)已經(jīng)合并成其他區(qū)域或不與區(qū)域內(nèi)點(diǎn)相似為止。作為一個示例,本發(fā)明實(shí)施例中預(yù)設(shè)第二閾值為0.3。

對于第一灰度圖像中的各第一顆粒區(qū)域而言,而電池材料的剝離狀態(tài)存在三種狀態(tài),第一種狀態(tài)為電極材料未從銅箔上脫落也未被粉碎;第二種狀態(tài)為已脫落但未被粉碎或已被粉碎但未脫落;第三中狀態(tài)為已被粉碎且已脫落,但因?yàn)榉鬯楹蟮牧捷^大未被篩下。這三種狀態(tài)的剝離程度不同。第一種狀態(tài)到第二種狀態(tài)然后由第二種狀態(tài)到第三種狀態(tài),電極材料的剝離度逐漸增大。

每一第一顆粒區(qū)域的脫落程度 的計(jì)算過程包括:

其中, 為第 個第一顆粒區(qū)域的脫落度, 為與第 個第一顆粒區(qū)域相鄰的第一顆粒區(qū)域的數(shù)量, 為第 個第一顆粒區(qū)域中所有像素點(diǎn)的灰度均值, 為與第 個第一顆粒區(qū)域相鄰的第 個第一顆粒區(qū)域中所有像素點(diǎn)的灰度均值, 為第 個第一顆粒區(qū)域中所有像素點(diǎn)的灰度值的方差。需要說明的是,若某一個第一顆粒區(qū)域與周圍相鄰的其他第一顆粒區(qū)域的灰度均值相似,且這些相鄰的第一顆粒區(qū)域的灰度均值的方差較大,說明該第一顆粒區(qū)域的脫落程度較大。

進(jìn)一步的,步驟S103、利用第一顆粒區(qū)域的獲得方法,獲得第二灰度圖像中各第二顆粒區(qū)域,并根據(jù)各第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及所有第二顆粒區(qū)域的平均像素點(diǎn)數(shù)量,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的粉碎程度。具體包括:

首先,利用第一顆粒區(qū)域的獲得方法,獲得第二灰度圖像中各第二顆粒區(qū)域。

其次,根據(jù)各第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及所有第二顆粒區(qū)域的平均像素點(diǎn)數(shù)量,分別獲得每一第一顆粒區(qū)域的粉碎程度。

具體的,第一顆粒區(qū)域的粉碎程度的計(jì)算過程包括:

其中, 為第 個第一顆粒區(qū)域的粉碎程度, 為第 個第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)個數(shù), 為所有第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量的平均值,即所有第二顆粒區(qū)域的平均像素點(diǎn)數(shù)量, 越大,說明該第一顆粒區(qū)域的大小越接近篩下的各第二顆粒區(qū)域的大小的平均值,該第一顆粒區(qū)域的粉碎程度就越大。

進(jìn)一步的,步驟S104、根據(jù)各第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及灰度均值獲得篩下物料的過碎度,同時根據(jù)各第一顆粒區(qū)域的脫落程度以及粉碎程度,獲得篩上物料的剝離度。具體包括:

首先,根據(jù)各第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量以及灰度均值獲得篩下物料的過碎度,根據(jù)第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度均值。

具體的,將各第二顆粒區(qū)域劃分為各金屬顆粒區(qū)域以及各非金屬顆粒區(qū)域,其中任一金屬顆粒區(qū)域的灰度均值大于任一非金屬顆粒區(qū)域的灰度均值。計(jì)算篩下物料的過碎度 ,其中, 為所有金屬顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量, 為所有第二顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量, 為所有金屬顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度均值, 為所有非金屬顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的灰度均值。本發(fā)明實(shí)施例中 為一個歸一化的數(shù)值,其越趨近于0,越說明第二灰度圖像中電極金屬過碎度越小。反之越趨近于1,則電極金屬過碎度越大。

需要說明的是,將各第二顆粒區(qū)域劃分為各金屬顆粒區(qū)域以及各非金屬顆粒區(qū)域,包括:對各第一顆粒區(qū)域的灰度均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì);對統(tǒng)計(jì)結(jié)果中各灰度均值出現(xiàn)的頻率進(jìn)行混合高斯模型擬合成2個子高斯模型;分別獲得該2個子高斯模型的均值,并將其中均值較大的子高斯模型對應(yīng)的第二顆粒區(qū)域作為金屬顆粒區(qū)域,將另一子高斯模型對應(yīng)的第二顆粒區(qū)域作為非金屬顆粒區(qū)域。

其次,根據(jù)各第一顆粒區(qū)域的脫落程度以及粉碎程度,獲得篩上物料的剝離度。包括:計(jì)算任一第一顆粒區(qū)域的脫落程度以及粉碎程度的平方和的開方,將開方結(jié)果與該任一第一顆粒區(qū)域中像素點(diǎn)的數(shù)量相乘后,將相乘結(jié)果作為該任一第一顆粒區(qū)域的顆粒剝離度;將第一圖像中所有第一顆粒區(qū)域的顆粒剝離度進(jìn)行求和,將求和結(jié)果除以第一圖像中所有第一顆粒區(qū)域中包含的像素點(diǎn)的總數(shù),得到篩上物料的剝離度。

進(jìn)一步的,步驟S105、根據(jù)獲得篩上物料的剝離度以及篩下物料的過碎度,獲得錘振破碎過程的評價值,并利用評價值對錘振破碎過程進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。具體包括:

首先,根據(jù)獲得篩上物料的剝離度以及篩下物料的過碎度,獲得錘振破碎過程的評價值,最理想的情況下,二者差異最大,即本發(fā)明實(shí)施例中篩上物料的剝離度與篩下物料的過碎度差異越大越好。

則錘振破碎過程的評價值的計(jì)算過程包括: , 的取值范圍是 其中,-1代表錘振破碎的效果最差,+1代表錘振破碎的效果最好。

需要說明的是,對于計(jì)算出的錘振破碎效果表征量 ,其隨著錘振破碎機(jī)的反擊板與轉(zhuǎn)子盤錘頭間距參數(shù) 的變化而變化的,即當(dāng) 過小時,易發(fā)生過粉碎,最后導(dǎo)致 的下降。當(dāng) 過大時,易發(fā)生剝離度下降的情況,也會使 下降。則在 從大到小的變化過程中, 是先增后減的。

因此,需要對 進(jìn)行如下調(diào)節(jié):

錘振破碎過程中錘振破碎機(jī)的反擊板與轉(zhuǎn)子盤錘頭間距為 ,將 增大一個步長,若調(diào)節(jié)后評價值變大,繼續(xù)對 執(zhí)行增大一個步長操作,若調(diào)節(jié) 后的評價值變小,則將 減小一個步長,進(jìn)行迭代,直至 在單位步長內(nèi)的調(diào)節(jié)使得評價值的變化量小于預(yù)設(shè)第三閾值。

作為一個示例本發(fā)明實(shí)施例中預(yù)設(shè)第三閾值為0.2。

基于與上述方法相同的發(fā)明構(gòu)思,本實(shí)施例還提供了一種動力電池回收過程電極材料分離控制系統(tǒng),本實(shí)施例中動力電池回收過程電極材料分離控制系統(tǒng)包括存儲器和處理器,所述處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的計(jì)算機(jī)程序,以實(shí)現(xiàn)如動力電池回收過程電極材料分離控制方法實(shí)施例中所描述的對動力電池回收過程電極材料分離進(jìn)行控制。

由于動力電池回收過程電極材料分離控制方法實(shí)施例中已經(jīng)對動力電池回收過程電極材料分離進(jìn)行控制的方法進(jìn)行了說明,此處不再贅述。

綜上所述,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種動力電池回收過程電極材料分離控制方法及系統(tǒng),能夠在動力電池回收過程中,保證正負(fù)極材料被粉碎成粉末狀的前提下,使金屬材料不被過度粉碎,從而使得正負(fù)極金屬與正負(fù)極材料有效分離。

本發(fā)明中涉及諸如“包括”、“包含”、“具有”等等的詞語是開放性詞匯,指“包括但不限于”,且可與其互換使用。這里所使用的詞匯“或”和“和”指詞匯“和/或”,且可與其互換使用,除非上下文明確指示不是如此。這里所使用的詞匯“諸如”指詞組“諸如但不限于”,且可與其互換使用。

還需要指出的是,在本發(fā)明的方法和系統(tǒng)中,各部件或各步驟是可以分解和/或重新組合的。這些分解和/或重新組合應(yīng)視為本公開的等效方案。

上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所做的舉例,并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動,這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

全文PDf

動力電池回收過程電極材料分離控制方法及系統(tǒng).pdf

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“動力電池回收過程電極材料分離控制方法及系統(tǒng)” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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