CN109368061A - 一种同时脱水提纯的原料罐及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种同时脱水提纯的原料罐及其使用方法，所述原料罐包括：罐体、进料管、喷淋器、上滤挡板、分子筛、换筛口、下滤挡板、支脚、出料管、卸料管、回料管、真空管、氮气管、爆破膜、安全阀、进料阀、回料阀、出料阀、泵、卸料阀，所述分子筛包含：3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛；所述使用方法依次包括步骤：送料，脱水提纯，卸料。本发明采用的分子筛有脱水和提纯两种作用，因此脱水提纯两个步骤同时在上述原料罐内完成，得到的溶剂品质高，使得成品锂电池的性能好，且简化了溶剂脱水提纯的工艺流程，减小了设备投入，缩小了设备占地面积。

Description

一种同时脱水提纯的原料罐及其使用方法

技术领域

本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种同时脱水提纯的原料罐，以及所述原料罐的使用方法。

背景技术

目前，锂电池的溶剂为碳酸脂类，包括但不限于碳酸二甲酯DMC(DimethylCarbonate)、碳酸二乙酯DEC(Diethyl Carbonate)、碳酸丙烯酯PC(PropyleneCarbonate)，这些溶剂原料中的杂质包含但不限于乙醇、乙二醇。

现有技术中，上述锂电池的溶剂原料需要经过脱水和提纯两个步骤才能得到所需溶剂，脱水和提纯这两个步骤是在两套设备上依次进行的，所述溶剂原料先通过原料罐进行脱水处理，再通过吸附柱去除杂质醇以提纯，然而所述溶剂原料在完成脱水处理后，提纯的过程中会再吸水，致使溶剂的品质不佳，从而影响成品锂电池的性能。

针对现有技术中锂电池溶剂脱水提纯后品质不佳的问题，本发明提出一种新的解决方案。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种同时脱水提纯的原料罐，以及所述原料罐的使用方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种同时脱水提纯的原料罐包括：罐体、进料管、喷淋器、上滤挡板、分子筛、换筛口、下滤挡板、支脚、出料管、卸料管、回料管、真空管、氮气管、爆破膜、安全阀、进料阀、回料阀、出料阀、泵、卸料阀；所述分子筛包含：3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛，所述3A分子筛是一种钾钠型硅铝酸盐，晶体的孔径为3A，所述4A分子筛是一种钠型硅铝酸盐，晶体的孔径为4A，所述5A分子筛是一种钙钠型硅铝酸盐，晶体的孔径为5A。

优选的，所述分子筛中，所述3A分子筛的质量占比为10％～50％、所述4A分子筛的质量占比为20％～60％、所述5A分子筛的质量占比为30％～70％。

优选的，所述罐体下方设置有所述支脚，所述罐体顶部设置有所述真空管、所述氮气管、所述爆破膜、所述安全阀、所述进料管和所述回料管，所述进料管和所述回料管通入所述罐体后与所述喷淋器连通，所述罐体中安装有所述上滤挡板和所述下滤挡板，所述上滤挡板和所述下滤挡板之间填充有所述分子筛，所述罐体侧面开设有所述换筛口，所述罐体底部连接所述出料管，所述出料管连接所述泵，所述泵通过三通与所述卸料管和所述回料管连接，所述进料管、所述出料管、所述卸料管、所述回料管上依次分别安装有所述进料阀、所述出料阀、所述卸料阀、所述回料阀。

优选的，上述同时脱水提纯的原料罐的使用方法依次包括步骤如下：

第一步，送料：

打开进料阀、回料阀、出料阀，关闭卸料阀，将溶剂从进料管通入罐体，所述溶剂经过喷淋器喷淋到上滤挡板上，所述溶剂通过所述上滤挡板后经过分子筛，再经过下滤挡板，再经过出料管，再经过泵施加动力通过回料管回到罐体顶部，再通过喷淋器喷淋在上滤挡板上；

第二步，脱水提纯：

持续第一步，直到进料溶剂达到300KG时关闭进料阀，保持泵持续施加动力，使罐体内的溶剂循环过程中多次经过上滤挡板、分子筛和下滤挡板，从而达到脱水和提纯的效果，该过程持续90分钟～120分钟；

第三步，卸料：

对循环中的溶剂取样测试，测试结果达到标准后打开卸料阀、关闭回料阀，将脱水提纯后的溶剂灌装储存。

优选的，所述上滤挡板设置为锯齿状。

本发明的优点在于：

(1)与现有技术相比较，本发明采用的分子筛包含：3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛，所述3A分子筛是一种钾钠型硅铝酸盐，晶体的孔径为3A(0.3nm)，吸附直径不大于3A的分子，用以脱水，所述4A分子筛是一种钠型硅铝酸盐，晶体的孔径为4A(0.4nm)，吸附直径不大于4A的分子，用以脱水和去除溶剂中的杂质醇，所述5A分子筛是一种钙钠型硅铝酸盐，晶体的孔径为5A(0.5nm)，吸附直径不大于5A的分子，去除溶剂中杂质醇的效果显著，使得所述分子筛有脱水和提纯两种作用，因此脱水提纯两个步骤同时在上述原料罐内完成，得到的溶剂品质高，使得成品锂电池的性能好，而且现有技术中用两套设备才能完成的工艺本发明只用上述一套设备即可完成，简化了锂电池溶剂的脱水提纯的工艺流程，减小了设备的投入，缩小了设备的占地面积。

(2)本实施例中的溶剂通过喷淋器喷洒在锯齿状的上滤挡板上，使得溶剂与上滤挡板接触更加充分，脱水和提纯效率更高。

附图说明

图1为本发明实施例所述的同时脱水提纯的原料罐结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

实施例

如图1所示，本实施例提供了一种同时脱水提纯的原料罐，该原料罐包括：罐体10、进料管11、喷淋器12、上滤挡板13、分子筛14、换筛口15、下滤挡板16、支脚17、出料管18、卸料管19、回料管110、真空管111、氮气管112、爆破膜113、安全阀114、进料阀21、回料阀22、出料阀23、泵24、卸料阀25；所述分子筛14包含：3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛，所述3A分子筛是一种钾钠型硅铝酸盐，晶体的孔径为3A(0.3nm)，吸附直径不大于3A的分子，用以脱水，所述4A分子筛是一种钠型硅铝酸盐，晶体的孔径为4A(0.4nm)，吸附直径不大于4A的分子，用以脱水和去除溶剂中的杂质醇，所述5A分子筛是一种钙钠型硅铝酸盐，晶体的孔径为5A(0.5nm)，吸附直径不大于5A的分子，去除溶剂中杂质醇的效果显著。

所述分子筛14中，所述3A分子筛的质量占比为10％～50％、所述4A分子筛的质量占比为20％～60％、所述5A分子筛的质量占比为30％～70％，根据溶剂原料中含水量和杂质含量来对分子筛14的组分进行调整，达到脱水与提纯进度相近的效果，从而使得溶剂脱水提纯同时完成，提高工作效率。

所述罐体10下方设置有所述支脚17，用于支撑所述罐体10直立于平面上，所述罐体10顶部设置有所述真空管111、所述氮气管112、所述爆破膜113、所述安全阀114、所述进料管11和所述回料管110，所述真空管111和所述氮气管112用来平衡罐体10内部压力，所述爆破膜113在罐体内压力异常时爆破，泄流减压，保护整个系统安全，所述安全阀114在罐体内压力升高超过规定值时，通过向罐外排放气体来防止罐体内压力超过规定数值，所述进料管11和所述回料管110通入所述罐体10后与所述喷淋器12连通，所述罐体10中安装有所述上滤挡板13和所述下滤挡板16，所述上滤挡板13和所述下滤挡板16之间填充有所述分子筛14，所述罐体10侧面开设有所述换筛口15，所述罐体10底部连接所述出料管18，所述出料管18连接所述泵24，所述泵24通过三通与所述卸料管19和所述回料管110连接，所述进料管11、所述出料管18、所述卸料管19、所述回料管110上依次分别安装有所述进料阀21、所述出料阀23、所述卸料阀25、所述回料阀22。

如图1所示，本实施例提供了上述原料罐的使用方法，该使用方法依次包括步骤如下：

第一步，送料：

打开进料阀21、回料阀22、出料阀23，关闭卸料阀25，将溶剂从进料管11通入罐体10，所述溶剂经过喷淋器12喷淋到上滤挡板13上，所述溶剂通过所述上滤挡板13后经过分子筛14，再经过下滤挡板16，再经过出料管18，再经过泵24施加动力通过回料管110回到罐体10顶部，再通过喷淋器12喷淋在上滤挡板13上；

第二步，脱水提纯：

持续第一步，直到进料溶剂达到300KG时关闭进料阀21，保持泵24持续施加动力，使罐体10内的溶剂循环过程中多次经过上滤挡板13、分子筛14和下滤挡板16，从而达到脱水和提纯的效果，该过程持续90分钟～120分钟；

第三步，卸料：

对循环中的溶剂取样测试，测试结果达到标准后打开卸料阀25、关闭回料阀22，将脱水提纯后的溶剂灌装储存。

本实施例中的分子筛14包含：3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛，所述3A分子筛是一种钾钠型硅铝酸盐，晶体的孔径为3A(0.3nm)，吸附直径不大于3A的分子，用以脱水，所述4A分子筛是一种钠型硅铝酸盐，晶体的孔径为4A(0.4nm)，吸附直径不大于4A的分子，用以脱水和去除溶剂中的杂质醇，所述5A分子筛是一种钙钠型硅铝酸盐，晶体的孔径为5A(0.5nm)，吸附直径不大于5A的分子，去除溶剂中杂质醇的效果显著，使得所述分子筛14有脱水和提纯两种作用，因此脱水提纯两个步骤同时在上述原料罐内完成，得到的溶剂品质高，使得成品锂电池的性能好，而且现有技术中用两套设备才能完成的工艺本发明只用上述一套设备即可完成，简化了锂电池溶剂的脱水提纯的工艺流程，减小了设备的投入，缩小了设备的占地面积；本实施例中的溶剂通过喷淋器12喷洒在锯齿状的上滤挡板13上，使得溶剂与上滤挡板13接触更加充分，脱水和提纯的效率更高。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种同时脱水提纯的原料罐，其特征在于：所述原料罐包括：罐体(10)、进料管(11)、喷淋器(12)、上滤挡板(13)、分子筛(14)、换筛口(15)、下滤挡板(16)、支脚(17)、出料管(18)、卸料管(19)、回料管(110)、真空管(111)、氮气管(112)、爆破膜(113)、安全阀(114)、进料阀(21)、回料阀(22)、出料阀(23)、泵(24)、卸料阀(25)；所述分子筛(14)包含：3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛。

2.根据权利要求1所述的一种同时脱水提纯的原料罐，其特征在于：所述分子筛(14)中，所述3A分子筛的质量占比为10％～50％、所述4A分子筛的质量占比为20％～60％、所述5A分子筛的质量占比为30％～70％。

3.根据权利要求1所述的一种同时脱水提纯的原料罐，其特征在于：所述罐体(10)下方设置有所述支脚(17)，所述罐体(10)顶部设置有所述真空管(111)、所述氮气管(112)、所述爆破膜(113)、所述安全阀(114)、所述进料管(11)和所述回料管(110)，所述进料管(11)和所述回料管(110)通入所述罐体(10)后与所述喷淋器(12)连通，所述罐体(10)中安装有所述上滤挡板(13)和所述下滤挡板(16)，所述上滤挡板(13)和所述下滤挡板(16)之间填充有所述分子筛(14)，所述罐体(10)侧面开设有所述换筛口(15)，所述罐体(10)底部连接所述出料管(18)，所述出料管(18)连接所述泵(24)，所述泵(24)通过三通与所述卸料管(19)和所述回料管(110)连接，所述进料管(11)、所述出料管(18)、所述卸料管(19)、所述回料管(110)上依次分别安装有所述进料阀(21)、所述出料阀(23)、所述卸料阀(25)、所述回料阀(22)。

4.根据权利要求1～3任一所述的一种同时脱水提纯的原料罐使用方法，其特征在于：所述使用方法依次包括步骤如下：

第一步，送料：

打开进料阀(21)、回料阀(22)、出料阀(23)，关闭卸料阀(25)，将溶剂从进料管(11)通入罐体(10)，所述溶剂经过喷淋器(12)喷淋到上滤挡板(13)上，所述溶剂通过所述上滤挡板(13)后经过分子筛(14)，再经过下滤挡板(16)，再经过出料管(18)，再经过泵(24)施加动力通过回料管(110)回到罐体(10)顶部，再通过喷淋器(12)喷淋在上滤挡板(13)上；

第二步，脱水提纯：

持续第一步，直到进料溶剂达到300KG时关闭进料阀(21)，保持泵(24)持续施加动力，使罐体(10)内的溶剂循环过程中多次经过上滤挡板(13)、分子筛(14)和下滤挡板(16)，该过程持续90分钟～120分钟；

第三步，卸料：

对循环中的溶剂取样测试，测试结果达到标准后打开卸料阀(25)、关闭回料阀(22)，将脱水提纯后的溶剂灌装储存。

5.根据权利要求1～3任一所述的一种同时脱水提纯的原料罐，其特征在于：所述上滤挡板(13)设置为锯齿状。