CN109058768B - 一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统和方法，包括恒温电解液储罐，所述恒温电解液储罐入口设有磁力卸车泵，所述恒温电解液储罐出口均通过安装有磁力循环输送泵的管道连通有套管式恒温输送管道，所述套管式恒温输送管道上设有微孔过滤器，所述套管式恒温输送管道一侧均连通有恒温车间缓存罐，所述恒温车间缓存罐一侧通过管道连通有尾气洗涤塔，所述尾气洗涤塔一侧带有碱液循环泵的管道延伸至尾气洗涤塔顶部，所述尾气洗涤塔顶部通过管道连通有尾气吸附床，所述恒温电解液储罐顶部设有清洗溶剂进管，所述清洗溶剂进管和恒温电解液储罐内安装的清洗喷头相连通，电解液储存量大，自动化程度高，适合大规模连续化生产。

Description

一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统和方法

技术领域

本发明属于电解液技术领域，具体涉及一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统，同时本发明还涉及一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液方法。

背景技术

电动汽车等需要锂电池的行业经过快速的发展，生产规模逐渐扩大。近年来大规模的锂电池生产线正在成为主流。在大规模生产中，需要对电解液分生产厂家，分牌号，分类型地较长时间储存，并且需要自动连续稳定的向生产线供电解液。在整个过程中对安全，环保，自动化，以及电解液储存品质提出了更高的要求。

现有的锂电池电解液主要储存方式主要为：小型容器室内储存，生产进液时通过叉车运输到生产线上；电解液在立式容器中储存，使用氮气将容器内的电解液压送到生产线。

这两种储存和供液方法存在以下不足：1.储存量小，不适用于大型生产线；2.对于要求低温储存的特殊电解液，无法做到长期保存；3.无法避免空气中的水分进入，破坏电解液成分；4.通过氮气压送电解液时容易产生气泡，影响生产；5.电解液储存后容器壁出现结晶结垢问题；6.电解液储存时的挥发性有机气体污染物造成污染；7.自动化程度低，不适合大规模连续化生产；8.电解液制造，运输，以及储存输送过程中中产生的杂质无法有效去除。

因此，开发一种符合安全环保以及高质量的锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统，有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统，包括恒温电解液储罐，所述恒温电解液储罐入口设有磁力卸车泵，所述恒温电解液储罐均通过安装的磁力卸车泵的管道和外部的电解液槽车相连，所述恒温电解液储罐内均安装有清洗喷头，所述恒温电解液储罐均通过安装有磁力循环输送泵的管道连通有套管式恒温输送管道，所述套管式恒温输送管道上设有微孔过滤器，所述套管式恒温输送管道一侧均连通有恒温车间缓存罐，所述恒温车间缓存罐一侧通过管道连通有尾气洗涤塔，所述尾气洗涤塔一侧带有碱液循环泵的管道延伸至尾气洗涤塔顶部，且管道顶端也安装有清洗喷头，所述尾气洗涤塔顶部通过管道连通有尾气吸附床，所述恒温电解液储罐顶部设有带有磁力卸车泵的清洗溶剂进管，所述清洗溶剂进管和恒温电解液储罐内安装的清洗喷头相连通，所述恒温电解液储罐底部设有带有磁力循环输送泵的溶剂废液管，所述清洗溶剂进管和溶剂废液管分别与外部的清洗溶剂槽车和溶剂废液槽车相连通。

优选的，所述恒温电解液储罐和所述恒温车间缓存罐顶部均通过氮气保护装置连接有氮气管。

优选的，所述尾气吸附床一侧设有放空管。

优选的，所述恒温车间缓存罐均通过管道连通到电解液供液生产线。

优选的，所述尾气洗涤塔使用NaOH溶液吸收挥发气体。

优选的，所述恒温电解液储罐外部设有循环水夹套。

本发明还提供一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液方法，包括以下步骤：

S1：恒温电解液储罐清洗，清洗溶剂通过槽车运输至工厂，使用软管与罐区进料接驳口连接，通过卸车泵将槽车内的清洗溶剂抽送至恒温电解液储罐上部进液口给恒温电解液储罐注液，卸车完毕后槽车软管与接驳口分离；

S2：关闭恒温用的外循环线路，打开清洗线路，该清洗线路与恒温电解液储罐内排列的旋转喷头相连经循环输送泵增压，清洗溶剂通过喷头将附着在容器壁上的污垢冲洗溶解冲刷下来；

S3：清洗完毕后，通过装车泵从恒温电解液储罐底部排净口将清洗溶剂抽送至槽车上运走；

S4：通过电解液储存单元设备配合将电解液存储在各组恒温电解液储罐内；

S5：通过电解液供液单元将各组恒温电解液储罐内的电解液通过磁力循环输送泵，再依次送入套管式恒温输送管道、微孔过滤器和恒温车间缓存罐，再通过恒温车间缓存罐输送给各组电解液供液生产线；

S6：所有由恒温电解液储罐与电解液缓存罐泄压管路排放的尾气统一进入尾气吸收单元收集，符合环保要求后，排入大气。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统，与现有技术相比，具有以下优点：

1.电解液储存量大，自动化程度高，适合大规模连续化生产；

2.通过外循环和夹套冷却循环，对于一些品质要求高的特殊类型电解液，可以做到低温长期保存；

3.通过氮气保护装置避免空气中水分进入破坏电解液；

4.通过磁力泵抽送电解液，避免气泡混入，同时避免泄露和金属污染风险；

5.定期的溶剂清洗操作，可以解决电解液储存后容器壁结晶结垢问题，防止因为容器壁污垢引起的产品质量问题，是长期稳定生产运行的可靠保障；

6.通过尾气回收装置解决电解液挥发气体污染物排放问题，保证厂区环保与人员健康；

7.对于大型生产厂，电解液储存区与生产线可能相距较远，本发明可以满足较远距离供液输送，方便整体厂区布局，也提高整体安全性；

8.积存在供液管路中的电解液通过管套管进行恒温，保证管道内滞留的电解液长期不变质；

9.供液前设有微孔过滤器，防止金属颗粒等杂质进入生产线，影响锂电池产品品质和安全。

附图说明

图1为本发明一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统的结构示意图；

图2为本发明一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统的单一电解液生产线结构示意图；

图3为本发明一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统的恒温电解液储罐清洗部分结构示意图。

图中：1磁力卸车泵、2恒温电解液储罐、3磁力循环输送泵、4清洗喷头、5恒温车间缓存罐、6氮气保护装置、7尾气洗涤塔、8尾气吸附床、9碱液循环泵、10套管式恒温输送管道、11清洗溶剂进管、12溶剂废液管、13微孔过滤器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统，整个系统由电解液储存单元，电解液供液单元以及尾气吸收单元三部分组成，具体如下：

电解液储存单元：

1.电解液通过槽车运输至厂区，使用软管与罐区进料接驳口连接。通过卸车泵将槽车内的电解液抽送至恒温电解液储罐上部进液口。

2.电解液为卧式罐，外壁有半管夹套。夹套通入-20～25摄氏度冷冻水进行恒温。在恒温电解液储罐内通过循环输送泵持续地从恒温电解液储罐一侧抽出，然后从另一侧送回恒温电解液储罐，形成外循环。恒温电解液储罐温度根据电解液保存要求，通过夹套冷冻水温控阀调节储存温度。

3.恒温电解液储罐顶部设有氮气保护装置保证恒温电解液储罐内处于氮气氛围和正压状态阻止空气进入。泄氮管路的排放气全部通往尾气吸收单元。

4.电解液进液口分两路循环管路，一路为正常进液，另一路与恒温电解液储罐内排列的旋转喷头相连，在清洗操作时切换使用，通过喷头将附着在容器壁上的污垢冲洗溶解冲刷下来。清洗完毕后，通过装车泵从恒温电解液储罐底部排净口将清洗溶剂抽送至槽车上运走。

所有的恒温电解液储罐底部出口均互相连接，在需要倒罐时使用。

电解液供液单元：

1.当需要供液时，恒温电解液储罐循环管路阀关闭，输送管路阀开启，通过循环输送泵加压，经过微孔过滤器过滤后进入供液管道。

2.供液管道为管套管式，套管内通入-20～25摄氏度冷冻水保证在长距离输送过程中不会因管道温度变化导致电解液变质。同时滞留在管道中的电解液也可以保证长时间恒温储存。

3.电解液通过供液管道输送进厂房车间内的缓存罐顶部进口。一条生产线可以根据生产供液种类需求设置若干个。缓存罐顶部设有由进氮管路、泄氮管路以及呼吸阀构成的氮气保护装置，泄压气体统一收集排放至尾气吸收单元。缓存罐外部有夹套通入-20～25摄氏度冷冻水保证缓存罐在生产缓存期间恒温。

4.在生产线需要进液时，通过车间缓存罐的压力和液位差将电解液输送至生产线。

尾气吸收单元：

1.所有由恒温电解液储罐与电解液缓存罐泄压管路排放的尾气统一进入尾气吸收单元。

2.排放气首先进入尾气洗涤塔，在尾气吸收塔内碱液循环泵将NAOH碱液从塔釜抽至塔顶部喷淋，在塔内的填料段中与排放尾气逆流接触，将排放气中的酸性气体中和吸收。

3.排放气从洗涤塔顶部出来进入尾气吸附床，通过吸附床将挥发性有机气体吸收。

4.吸附床出来的气体符合环保要求，从安全位置排入大气。

实施例1

本实施例为生产需要同一种电解液每天5吨，电解液保存温度为5～10摄氏度。见图2，步骤如下：

1.电解液通过槽车运输至厂区，使用软管与罐区进料接驳口连接，通过卸车泵将槽车内的电解液抽送至恒温电解液储罐上部进液口给恒温电解液储罐注液，卸车完毕后槽车软管与接驳口分离。

2.恒温电解液储罐为30立方的卧式恒温电解液储罐，共两台，夹套中通入5摄氏度冷冻水恒温，两台循环输送泵分别持续地从恒温电解液储罐一侧抽出，然后从另一侧送回恒温电解液储罐，形成外循环。

3.恒温电解液储罐顶部设有由进氮管路、泄氮管路以及呼吸阀构成的氮气保护装置使恒温电解液储罐保持在1kPaG氮气压力下，泄氮管路的排放气全部通往尾气吸收单元。

4.当生产线需要供液时，恒温电解液储罐循环管路阀关闭，输送管路阀开启，通过循环输送泵加压，经过微孔过滤器过滤后进入供液管道，供液管道为管套管式，套管内通入5摄氏度冷冻水。

5.电解液通过供液管道输送进厂房车间内的缓存罐顶部进口。缓存罐为2立方的立式容器，每条生产线设置一台，缓存罐顶部氮气保护装置设置容器压力2kPaG，泄压气体统一收集排放至尾气吸收单元，缓存罐外部有夹套通入5摄氏度冷冻水保证缓存罐在生产缓存期间恒温。

6.生产线进液时，车间缓存罐设置在较高位置，通过液位差将电解液输送至生产线。

7.所有由恒温电解液储罐与电解液缓存罐泄压管路排放的尾气统一进入尾气吸收单元，排放气首先进入尾气洗涤塔，在尾气吸收塔内碱液循环泵将碱液从塔釜抽至塔顶部喷淋，在塔内的填料段中与排放尾气逆流接触，将排放气中的酸性气体中和吸收，排放气从洗涤塔顶部出来进入尾气吸附床，通过吸附床将挥发性有机气体吸收，吸附床出来的气体符合环保要求，从安全位置排入大气。

实施例2：

本实施例是生产同时需要两种电解液，第一种电解液每天5吨，电解液保存温度为10～20摄氏度；第二种电解液每天1吨，保存温度为-10～0摄氏度。如图1，步骤如下：

1.两组电解液通过槽车运输至厂区，分别使用独立的软管与罐区进料接驳口连接，分别通过两组卸车泵将槽车内的电解液分别抽送至两组恒温电解液储罐上部进液口给恒温电解液储罐注液，卸车完毕后槽车软管与接驳口分离。

2.恒温电解液储罐均为50立方的卧式恒温电解液储罐，共2台，第一种恒温电解液储罐夹套中通入15摄氏度冷冻水恒温；第二种恒温电解液储罐夹套中通入-10摄氏度冷冻水恒温，两台循环输送泵分别持续地从恒温电解液储罐一侧抽出，然后从另一侧送回恒温电解液储罐，均形成外循环。

3.恒温电解液储罐顶部设有由进氮管路、泄氮管路以及呼吸阀构成的氮气保护装置使储罐保持在1kPaG氮气压力下。泄氮管路的排放气全部通往尾气吸收单元。

4.当生产线需要第一种电解液供液时，第一种恒温电解液储罐循环管路阀关闭，输送管路阀开启，通过循环输送泵加压，经过微孔过滤器过滤后进入供液管道，供液管道为管套管式，套管内通入15摄氏度冷冻水；当生产线需要第二种电解液供液时，第二种恒温电解液储罐循环管路阀关闭，输送管路阀开启，通过循环输送泵加压，经过孔径1微米的微孔过滤器过滤后进入供液管道。供液管道为管套管式，套管内通入-10摄氏度冷冻水。

5.电解液通过供液管道输送进厂房车间内的缓存罐顶部进口，缓存罐为1立方的立式容器，每条生产线设置两台，分别用于两种不同的电解液。缓存罐顶部氮气保护装置设置容器压力10kPaG，泄压气体统一收集排放至尾气吸收单元，两组缓存罐外部有夹套分别通入15摄氏度和-10摄氏度的冷冻水(乙二醇、水混合物)保证缓存罐在生产缓存期间恒温。

6.生产线进液时，车间缓存罐设置在水平位置，通过氮气压力将电解液压送至生产线。

7.所有由恒温电解液储罐与电解液缓存罐泄压管路排放的尾气统一进入尾气吸收单元，排放气首先进入尾气洗涤塔，在尾气吸收塔内碱液循环泵将碱液从塔釜抽至塔顶部喷淋，在塔内的填料段中与排放尾气逆流接触，将排放气中的酸性气体中和吸收，排放气从洗涤塔顶部出来进入尾气吸附床，通过吸附床将挥发性有机气体吸收，吸附床出来的气体符合环保要求，从安全位置排入大气。

本发明两组实施例中在电解液进入储罐前均需要进行清洗作业，如图3，步骤如下：

1.清洗溶剂通过槽车运输至工厂，使用软管与罐区进料接驳口连接，通过卸车泵将槽车内的清洗溶剂抽送至恒温电解液储罐上部进液口给恒温电解液储罐注液，卸车完毕后槽车软管与接驳口分离。

2.关闭恒温用的外循环线路，打开清洗线路，该清洗线路与恒温电解液储罐内排列的旋转喷头相连经循环输送泵增压，清洗溶剂通过喷头将附着在容器壁上的污垢冲洗溶解冲刷下来。

3.清洗完毕后，通过装车泵从恒温电解液储罐底部排净口将清洗溶剂抽送至槽车上运走。

综上所述：本发明一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统和方法，电解液储存量大，自动化程度高，适合大规模连续化生产。通过外循环和夹套冷却循环，对于一些品质要求高的特殊类型电解液，可以做到低温长期保存；通过氮气保护装置避免空气中水分进入破坏电解液；通过磁力泵抽送电解液，避免气泡混入，同时避免泄露和金属污染风险；定期的溶剂清洗操作，可以解决电解液储存后容器壁结晶结垢问题，防止因为容器壁污垢引起的产品质量问题，是长期稳定生产运行的可靠保障；通过尾气回收装置解决电解液挥发气体污染物排放问题，保证厂区环保与人员健康；对于大型生产厂，电解液储存区与生产线可能相距较远，本发明可以满足较远距离供液输送，方便整体厂区布局，也提高整体安全性；积存在供液管路中的电解液通过管套管进行恒温，保证管道内滞留的电解液长期不变质；供液前设有微孔过滤器，防止金属颗粒等杂质进入生产线，影响锂电池产品品质和安全。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统，包括恒温电解液储罐(2)，其特征在于：所述恒温电解液储罐(2)入口设有磁力卸车泵(1)，所述恒温电解液储罐(2)均通过安装的磁力卸车泵(1)的管道和外部的电解液槽车相连，所述恒温电解液储罐(2)内均安装有清洗喷头(4)，所述恒温电解液储罐(2)均通过安装有磁力循环输送泵(3)的管道连通有套管式恒温输送管道(10)，所述套管式恒温输送管道(10)上设有微孔过滤器(13)，所述套管式恒温输送管道(10)一侧均连通有恒温车间缓存罐(5)，所述恒温车间缓存罐(5)一侧通过管道连通有尾气洗涤塔(7)，所述尾气洗涤塔(7)一侧带有碱液循环泵(9)的管道延伸至尾气洗涤塔(7)顶部，且管道顶端也安装有清洗喷头(4)，所述尾气洗涤塔(7)顶部通过管道连通有尾气吸附床(8)，所述恒温电解液储罐(2)顶部设有带有磁力卸车泵(1)的清洗溶剂进管(11)，所述清洗溶剂进管(11)和恒温电解液储罐(2)内安装的清洗喷头(4)相连通，所述恒温电解液储罐(2)底部设有带有磁力循环输送泵(3)的溶剂废液管(12)，所述清洗溶剂进管(11)和溶剂废液管(12)分别与外部的清洗溶剂槽车和溶剂废液槽车相连通。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统，其特征在于：所述恒温电解液储罐(2)和所述恒温车间缓存罐(5)顶部均通过氮气保护装置(6)连接有氮气管。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统，其特征在于：所述尾气吸附床(8)一侧设有放空管。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统，其特征在于：所述恒温车间缓存罐(5)均通过管道连通到电解液供液生产线。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统，其特征在于：所述尾气洗涤塔(7)使用NaOH溶液吸收挥发气体。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池电解液大规模低温储存和生产供液系统，其特征在于：所述恒温电解液储罐(2)外部设有循环水夹套。

7.一种利用权利要求1所述系统实现的锂电池电解液大规模低温储存和生产供液方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：恒温电解液储罐清洗，清洗溶剂通过槽车运输至工厂，使用软管与罐区进料接驳口连接，通过卸车泵将槽车内的清洗溶剂抽送至恒温电解液储罐上部进液口给恒温电解液储罐注液，卸车完毕后槽车软管与接驳口分离；

S2：关闭恒温用的外循环线路，打开清洗线路，该清洗线路与恒温电解液储罐排列的旋转喷头相连经循环输送泵增压，清洗溶剂通过喷头将附着在容器壁上的污垢冲洗溶解冲刷下来；

S3：清洗完毕后，通过装车泵从恒温电解液储罐底部排净口将清洗溶剂抽送至槽车上运走；

S4：通过电解液储存单元设备配合将电解液存储在各组恒温电解液储罐内；

S5：通过电解液供液单元将各组恒温电解液储罐内的电解液通过磁力循环输送泵，再依次送入套管式恒温输送管道、微孔过滤器和恒温车间缓存罐，再通过恒温车间缓存罐输送给各组电解液供液生产线；

S6：所有由恒温电解液储罐与电解液缓存罐泄压管路排放的尾气统一进入尾气吸收单元收集，符合环保要求后，排入大气。