CN106390512A - 一种多孔态锂离子电池相分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种多孔态锂离子电池相分离装置，设有三级萃取室、底座以及控制机构，三级萃取室固定在底座上，底座与三级萃取室之间设有与控制机构相连接的振动机构，所述反应釜设有釜体、与釜体相连接的密封盖、水浴夹套、真空排气机构以及溶剂交换机构，其中釜体位于水浴夹套中，水浴夹套上还设有与外部储水容器相连接的循环水管，真空排气机构中设有固定在釜体上的真空控制阀，采用此发明的相分离设备可以有效提高萃取效率，获得相分离充分的锂电池单元，从而保证隔膜的多孔态结构，为电池性能的发挥提供保证。

Description

一种多孔态锂离子电池相分离装置

技术领域：

本发明属于相分离设备技术领域，具体地说是一种多孔态锂离子电池相分离装置。

背景技术：

众所周知，锂离子电池以其平台电压高，容量密度高、环保等特点成为当前最具潜力的电源，并以绿色能源著称。为提高锂离子动力电池的性能，提高锂离子的交换通道，提高比表面积增加吸液量提高保液率，提高锂离子交换数量，提高倍率性能降低极化，制造多孔电极与多孔隔离膜 。 采取有机无机材料复合膜与电极经叠片热复合制备成电极单元利用与对应溶剂可发生反应的可溶性材料作为预埋造孔剂，将可溶相溶解并分离，制备出微孔。为使孔径均一，孔率高，相分离彻底去除可溶性杂志采取相应的工艺控制，对溶剂的浓度分级控制，采取逆向上料，对反应温度，水分含量，反应富气均采取有效控制，得到理想的均匀的的三维微孔，提高吸液和保液率，提高倍率性能。

目前常规的相分离过程简单浸泡与萃取液中，其萃取效率较低，萃取时间均较长。由于电池片微孔中会存在气体，不利于溶剂与电池片的良好接触，且溶剂不发生运动，受扩散影响，萃取效率较低。

发明内容：

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出一种通过恒温控制、真空下萃取及振动方式，可以有效提高萃取效率的针对多孔态锂离子聚合物电池萃相分离成孔的多孔态锂离子电池相分离装置。

本发明的技术解决措施如下：

一种多孔态锂离子电池相分离装置，设有作为三级萃取室的三个反应釜、用于支撑三级萃取室的底座以及控制机构，三级萃取室通过振动机构固定在底座上，振动机构设置于底座的顶面与三级萃取室的底部之间，反应釜包括釜体、与釜体相连接的密封盖、水浴夹套、真空排气机构以及溶剂交换机构，其中釜体位于水浴夹套中，水浴夹套上还设有与外部储水容器相连接的循环水管，真空排气机构中设有固定在釜体上的真空控制阀，溶剂交换机构包括进液管、安装在进液管上的进液阀、出液管以及安装在出液管上的出液阀，其中进液管与出液管分别与釜体相连接。

作为优选，振动机构包括固定安装在底座上的振动弹簧、与底座经振动弹簧相连接的承载架和位于承载架上的电动振子，控制机构包括控制器，与控制器相连接的液晶屏、控制键盘、气压测量传感器以及温度传感器，其中控制器内设有采用单片机实现的微控芯片、与微控芯片相连接的温度采集电路、与微控芯片相连接的气体压力采集电路、与微控芯片相连接的振动驱动电路、与微控芯片相连接的参数输入电路、与微控芯片相连接的真空控制阀驱动电路以及与微控芯片相连接的显示输出电路，其中温度采集电路的信号输入端与温度传感器相连接，气体压力采集电路的信号输入端与气压测量传感器相连接，真空控制阀驱动电路的输出端与真空排气机构中的真空控制阀相连接，振动驱动电路的输出端与振动机构的电动振子相连接，参数输入电路的输入端与控制键盘相连接，显示输出电路的输出端与液晶屏相连接。

作为优选，三个反应釜内均设有用于支撑浸入萃取剂中的物料的萃取架，萃取架上涂覆有防护涂层。

作为优选，还设有位于三级萃取室上方的物料抓取机构，物料抓取机构内设有与控制机构相连接的上料机械手，物料抓取机构与控制机构相连接，物料抓取机构固定在三级萃取室上方。

本发明使用时，通过自动码片机将所需相分离的电池单元极片有序定向的放置在萃取架上，三个反应釜依次按照不同浓度注入好萃取用溶剂，按照工艺要求设定水浴温度，待达到指定温度后，开启一级反应釜的密封盖，通过物料抓取机构中的自动上料机械手按照将物料放入反应釜中，按照工艺规定时间进行一级萃取后，再通过自动上料机械手将物料依次放入二级反应釜、三级反应釜中，其中三级萃取室中的3个反应釜内的溶剂浓度以及反应时间各自不同，在萃取过程中，为加强溶剂的流通和扩散，还加入微波振荡，由控制机构控制振动机构振动，以加速反应气体的快速溢出液体面有效提高溶剂与分离的极片扩散效果，再经控制机构控制真空排气机构排出反应釜外，使反应釜中水份含量得以控制，反应过程始终保持恒温状态以保障置换相最佳温度效果。

本发明的有益效果在于：

本发明设计合理，在主系统中设计了自动物料抓取上料机械手，精准，无污染减少磕碰造成的极片损伤，液面设计了自动补给以保障足够的萃取用溶剂量，配有独立的循环置换系统以保障溶剂浓度梯度依次流转，在辅助系统中增设了自动压力调节，真空度自调节，和温度补偿系统，以确保扩散效果得以提货高，在密封盖设计采用了压力自调节系统，密封效果提升，开启采用自动液压支臂，减少工作强度，在振动和传导系统中采用了低噪音微波发生器减少声噪，控制系统采用大液晶面，按工艺流程设计液面，与工作相对应，直观便捷，兼顾提高效率和防止发生接触腐蚀，增加了真空系统、振动系统和分隔式萃取架，减少反应釜中水分含量，控制极性大分子量，防止正负极间及和物料架的接触形成微电池造成集流体在相分离时腐蚀脆化，在实际使用中可操作性强，性能稳定，相分离效率好。

附图说明：

图1为本发明中反应釜的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图中：反应釜1、底座2、振动弹簧3、承载架4、物料抓取机构5、釜体6、密封盖7、水浴夹套8、循环水管9、真空控制阀10、溶剂交换机构11、萃取架12。

具体实施方式：

实施例1：如图1、图2所示的一种多孔态锂离子电池相分离装置，其特征在于设有用作三级萃取室的三个反应釜1、用于支撑三级萃取室的底座2以及控制机构，三级萃取室固定在底座2上，底座2与三级萃取室之间设有与控制机构相连接的振动机构，所述反应釜1设有釜体6、与釜体6相连接的密封盖7、水浴夹套8、真空排气机构以及溶剂交换机构11，其中釜体6位于水浴夹套8中，水浴夹套8上还设有与外部储水容器相连接的循环水管9，真空排气机构中设有固定在釜体上的真空控制阀10，溶剂交换机构11包括进液管、安装在进液管上的进液阀、出液管以及安装在出液管上的出液阀，其中进液管与出液管分别与釜体6相连接。

本发明所述振动机构设有与底座2经振动弹簧3相连接的承载架4和位于承载架4上的电动振子，所述控制机构包括控制器，与控制器相连接的液晶屏、控制键盘、气压测量传感器以及温度传感器，其中控制器内设有采用单片机实现的微控芯片、与微控芯片相连接的温度采集电路、与微控芯片相连接的气体压力采集电路、与微控芯片相连接的振动驱动电路、与微控芯片相连接的参数输入电路、与微控芯片相连接的真空控制阀驱动电路以及与微控芯片相连接的显示输出电路，其中温度采集电路的信号输入端与温度传感器相连接，气体压力采集电路的信号输入端与气压测量传感器相连接，真空控制阀驱动电路的输出端与真空排气机构中的真空控制阀相连接，振动驱动电路的输出端与振动机构的电动振子相连接，参数输入电路的输入端与控制键盘相连接，显示输出电路的输出端与液晶屏相连接。

本发明中三个反应釜1内分别设有用于支撑浸入萃取剂中的物料的萃取架，萃取架上设有防护涂层，能够有效防止由于接触造成的腐蚀。

本发明中还设有位于三级萃取室上方的物料抓取机构5，物料抓取机构5内设有与控制机构相连接的上料机械手，物料抓取机构与控制机构相连接，物料抓取机构5固定在三级萃取室上方，用于将待处理物料送入/取出反应釜1。

本发明使用时，通过自动码片机将所需相分离的电池单元极片有序定向的放置在萃取架上，三个反应釜依次按照不同浓度注入好萃取用溶剂，按照工艺要求设定水浴温度，待达到指定温度后，开启一级反应釜的密封盖，通过物料抓取机构中的自动上料机械手按照将物料放入反应釜中，按照工艺规定时间进行一级萃取后，再通过自动上料机械手将物料依次放入二级反应釜、三级反应釜中，其中三级萃取室中的3个反应釜内的溶剂浓度以及反应时间各自不同，在萃取过程中，为加强溶剂的流通和扩散，还加入微波振荡，由控制机构控制振动机构振动，以加速反应气体的快速溢出液体面有效提高溶剂与分离的极片扩散效果，再经控制机构控制真空排气机构排出反应釜外，使反应釜中水份含量得以控制，反应过程始终保持恒温状态以保障置换相最佳温度效果。

本发明的优点在于：设计合理，在主系统中设计了自动物料抓取上料机械手，精准，无污染减少磕碰造成的极片损伤，液面设计了自动补给以保障足够的萃取用溶剂量，配有独立的循环置换系统以保障溶剂浓度梯度依次流转，在辅助系统中增设了自动压力调节，真空度自调节，和温度补偿系统，以确保扩散效果得以提货高，在密封盖设计采用了压力自调节系统，密封效果提升，开启采用自动液压支臂，减少工作强度，在振动和传导系统中采用了低噪音微波发生器减少声噪，控制系统采用大液晶面，按工艺流程设计液面，与工作相对应，直观便捷，兼顾提高效率和防止发生接触腐蚀，增加了真空系统、振动系统和分隔式萃取架，减少反应釜中水分含量，控制极性大分子量，防止正负极间及和物料架的接触形成微电池造成集流体在相分离时腐蚀脆化，在实际使用中可操作性强，性能稳定，相分离效率好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种多孔态锂离子电池相分离装置，其特征在于：设有作为三级萃取室的三个反应釜、用于支撑所述三级萃取室的底座以及控制机构，三级萃取室通过振动机构固定在底座上，振动机构设置于底座的顶面与三级萃取室的底部之间，所述反应釜包括釜体、与釜体相连接的密封盖、水浴夹套、真空排气机构以及溶剂交换机构，其中釜体位于水浴夹套中，水浴夹套上还设有与外部储水容器相连接的循环水管，真空排气机构中设有固定在釜体上的真空控制阀，溶剂交换机构包括进液管、安装在进液管上的进液阀、出液管以及安装在出液管上的出液阀，其中进液管与出液管分别与釜体相连接。

2.根据权利要求1所述的一种多孔态锂离子电池相分离装置，其特征在于：所述振动机构包括固定安装在底座上的振动弹簧、与底座经振动弹簧相连接的承载架和位于承载架上的电动振子，所述控制机构包括控制器，与控制器相连接的液晶屏、控制键盘、气压测量传感器以及温度传感器，其中控制器内设有采用单片机实现的微控芯片、与微控芯片相连接的温度采集电路、与微控芯片相连接的气体压力采集电路、与微控芯片相连接的振动驱动电路、与微控芯片相连接的参数输入电路、与微控芯片相连接的真空控制阀驱动电路以及与微控芯片相连接的显示输出电路，其中温度采集电路的信号输入端与温度传感器相连接，气体压力采集电路的信号输入端与气压测量传感器相连接，真空控制阀驱动电路的输出端与真空排气机构中的真空控制阀相连接，振动驱动电路的输出端与振动机构的电动振子相连接，参数输入电路的输入端与控制键盘相连接，显示输出电路的输出端与液晶屏相连接。

3.根据权利要求1所述的一种多孔态锂离子电池相分离装置，其特征在于：三个反应釜内均设有用于支撑浸入萃取剂中的物料的萃取架，萃取架上涂覆有防护涂层。

4.根据权利要求1所述的一种多孔态锂离子电池相分离装置，其特征在于：还设有位于三级萃取室上方的物料抓取机构，物料抓取机构内设有与控制机构相连接的上料机械手，物料抓取机构与控制机构相连接，物料抓取机构固定在三级萃取室上方。