CN109680302A - 一种锂电解用真空抽锂系统及方法 - Google Patents

一种锂电解用真空抽锂系统及方法 Download PDF

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李忠岐
洪侃
梁鑫
陈东英
陈淑梅
陈后兴
赖耀斌
张积锴
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Abstract

本发明公开一种锂电解用真空抽锂系统及方法。所述系统包括电解槽、真空室和抽锂管；电解槽用于电解金属锂；真空室顶部设置有抽锂管孔，抽锂管一端插入电解槽内的金属锂液面以下，另一端通过抽锂管孔插入真空室；真空室内部，抽锂管正下方放置有铸模，用于收集电解槽内电解得到的金属锂液；真空室侧壁上设置有抽气孔和通气孔；抽气孔连接有真空泵，用于抽取真空室内的气体，使真空室内外产生压强差；通气孔用于向真空室内通入惰性气体。在压强差的作用下，使电解槽中的金属锂液通过抽锂管自动流入真空室的铸模内，降低工人的工作强度；通过通气孔向真空室内通入惰性气体，避免收集到的金属锂被氧化，提升产品质量。

Description

一种锂电解用真空抽锂系统及方法
技术领域
本发明涉及锂电解技术领域，特别是涉及一种锂电解用真空抽锂系统及方法。
背景技术
目前锂电解行业在收集锂的工艺上依然采用特制的漏勺人工取锂方法，这种方法工人工作强度大、工作环境差，而且锂在空气中容易发生氧化，不能保证产品质量均匀。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低工人工作强度、防止产品被氧化的锂电解用真空抽锂系统及方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种锂电解用真空抽锂系统，所述系统包括电解槽、真空室和抽锂管；
所述电解槽用于电解金属锂；
所述真空室顶部设置有抽锂管孔，所述抽锂管一端插入所述电解槽内的所述金属锂液面以下，另一端通过所述抽锂管孔插入所述真空室；
所述真空室内部，所述抽锂管正下方放置有铸模，用于收集所述电解槽内电解得到的金属锂液；
所述真空室侧壁上设置有抽气孔和通气孔；
所述抽气孔连接有真空泵，用于抽取所述真空室内的气体，使所述真空室内外产生压强差；
所述通气孔用于向所述真空室内通入惰性气体。
可选的，所述铸模为一端封闭一端开口的圆柱空心结构，包括两个相同的半圆柱面和一个与所述半圆柱面直径相同的圆形底面，所述两个相同的半圆柱面的外表面边缘处设置有用螺栓连接的凸起，通过所述螺栓连接在一起，放置在所述圆形底面上。
可选的，所述真空室侧壁上还设置有集锂室门，所述集锂室门为可拆卸式门，四周设置有密封圈；通过打开所述集锂室门取出和放置所述铸模。
可选的，所述真空室顶部还设置有观察孔和灯孔，所述观察孔用于观察所述铸模内的所述金属锂液面位置；所述灯孔用于在观察时进行照明。
可选的，所述抽锂管上设置有第一阀门，所述通气孔处设置有第二阀门，所述抽气孔与所述真空泵之间设置有第三阀门；
所述第一阀门为耐高温球阀；
所述第二阀门连接惰性气体口，所述惰性气体口为宝塔嘴型。
可选的，所述铸模下设置有铸模隔热板，用于在所述铸模和所述真空室底壁之间隔热。
可选的，所述抽锂管外表面包裹一层石棉，用于防止所述金属锂液在所述抽锂管中冷却凝固。
可选的，所述真空室顶部还设置有真空压强表，用于显示所述真空室内的压强；
所述真空室下部四个角上分别设置四个脚，起支撑作用。
可选的，所述惰性气体为氩气。
一种锂电解用真空抽锂方法，
在电解槽中进行金属锂的电解；
打开第三阀门，通过真空泵抽取真空室内的气体，使所述真空室内外产生压强差；
关闭所述第三阀门，打开第二阀门，向所述真空室内通入惰性气体至所述真空室内压强与外部压强相同；
关闭所述第二阀门，再打开所述第三阀门，通过真空泵抽取真空室内的气体，使所述真空室内外再次产生压强差；
关闭所述第三阀门，打开第一阀门，在所述真空室内外压强差的作用下，使所述电解槽中的金属锂液体通过抽锂管流入所述真空室中的铸模内；
通过观察孔观察所述铸模内的金属锂液面；
当所述液面达到所述铸模高度的75％到80％时，关闭所述第一阀门，停止抽锂，打开所述第二阀门，向所述真空室内通入惰性气体，待所述铸模内的金属锂液冷却、降温、凝固后，打开集锂室门，取出所述铸模，拆卸，取出锂锭。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明的锂电解用真空抽锂系统，通过抽取真空室内的气体，使真空室内外产生压强差，在压强差的作用下，使电解槽中的金属锂液通过抽锂管自动流入真空室的铸模内，降低工人的工作强度。
同时，通过通气孔向真空室内通入惰性气体，避免收集到的金属锂被氧化，提升产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的锂电解用真空抽锂系统结构图；
图2为本发明的铸模结构图；
附图标记说明：1-电解槽，2-真空室，3-抽锂管，4-抽锂管孔，5-铸模，6-抽气孔，7-通气孔，8-集锂室门，9-灯孔，10-观察孔，11-第一阀门，12-第二阀门，13-第三阀门，14-石棉，15-真空压强表。
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。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。
本发明的目的是提供一种降低工人工作强度、防止产品被氧化的锂电解用真空抽锂系统及方法。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的锂电解用真空抽锂系统结构图，如图1所示，一种锂电解用真空抽锂系统，所述系统包括电解槽1、真空室2和抽锂管3；所述电解槽1用于电解金属锂；所述真空室2顶部设置有抽锂管孔4，所述抽锂管3一端插入所述电解槽1内的所述金属锂液面以下，另一端通过所述抽锂管孔4插入所述真空室2；
所述真空室2内部，所述抽锂管正下方放置有铸模，用于收集所述电解槽1内电解得到的金属锂液；
所述真空室2侧壁上设置有抽气孔6和通气孔7；所述抽气孔6连接有真空泵，用于抽取所述真空室2内的气体，使所述真空室2内外产生压强差，并保持真空度不大于5×104Pa；所述通气孔7用于向所述真空室2内通入惰性气体。
图2为本发明的铸模结构图，如图2所示，所述铸模5为一端封闭一端开口的圆柱空心结构，包括两个相同的半圆柱面和一个与所述半圆柱面直径相同的圆形底面，所述两个相同的半圆柱面的外表面边缘处设置有用螺栓连接的凸起，通过所述螺栓连接在一起，放置在所述圆形底面上。
所述真空室2侧壁上还设置有集锂室门8，所述集锂室门8为可拆卸式门，四周设置有密封圈；通过打开所述集锂室门8取出和放置所述铸模5。所述真空室2顶部还设置有观察孔10和灯孔9，所述观察孔10用于观察所述铸模内的所述金属锂液面位置；所述灯孔9用于在观察时进行照明。
所述抽锂管3上设置有第一阀门11，所述通气孔7处设置有第二阀门12，所述抽气孔6与所述真空泵之间设置有第三阀门13；所述第一阀门11为耐高温球阀；所述第二阀门12连接惰性气体口，所述惰性气体口为宝塔嘴型。
所述铸模5下设置有铸模隔热板，用于在所述铸模5和所述真空室2底壁之间隔热。所述抽锂管3外表面包裹一层石棉14，用于防止所述金属锂液在所述抽锂管3中冷却凝固。所述真空室2顶部还设置有真空压强表15，用于显示所述真空室2内的压强；所述真空室2下部四个角上分别设置四个脚，起支撑作用。所述惰性气体为氩气。
在电解槽1电解出金属锂后，打开第三阀门13，抽真空系统开启，通过真空泵抽取真空室2内的气体，当集锂室内部压强低于5×104Pa时，比如5×104Pa或3×104Pa或1×104Pa，关闭第三阀门13，打开第二阀门12，向真空室2内通入惰性气体，使真空室内原有空气中的氧气浓度降低；关闭第二阀门12，再打开第三阀门13，通过真空泵抽取真空室2内的气体，使真空室2内的压强低于5×104Pa时，比如5×104Pa或3×104Pa或1×104P，以上过程反复多次使真空室内氧气浓度降低，防止收集的金属锂被氧化，提升锂产品质量。
关闭第三阀门13，抽真空系统停止，打开第一阀门11，在真空室2内外压强差的作用下，使电解槽1中的金属锂液体通过抽锂管3流入真空室2中的铸模5内；通过观察孔10观察铸模内的金属锂液面；当金属锂到达铸模75％到80％的高度的时候，关闭第一阀门11，停止抽锂，打开第二阀门12，向真空室2内通入氩气，冷却一段时间后，比如3h、4h，温度降至50℃以下，开启集锂室门8，取出铸模5，拆卸铸模5，锂锭取出。
本发明的锂电解用真空抽锂系统及方法，能够有效解决锂电解过程中，金属锂收集不方便，产品质量不均匀的问题。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种锂电解用真空抽锂系统，其特征在于，所述系统包括电解槽、真空室和抽锂管；
所述电解槽用于电解金属锂；
所述真空室顶部设置有抽锂管孔，所述抽锂管一端插入所述电解槽内的所述金属锂液面以下，另一端通过所述抽锂管孔插入所述真空室；
所述真空室内部，所述抽锂管正下方放置有铸模，用于收集所述电解槽内电解得到的金属锂液；
所述真空室侧壁上设置有抽气孔和通气孔；
所述抽气孔连接有真空泵，用于抽取所述真空室内的气体，使所述真空室内外产生压强差；
所述通气孔用于向所述真空室内通入惰性气体。
2.根据权利要求1所述的一种锂电解用真空抽锂系统，其特征在于，
所述铸模为一端封闭一端开口的圆柱空心结构，包括两个相同的半圆柱面和一个与所述半圆柱面直径相同的圆形底面，所述两个相同的半圆柱面的外表面边缘处设置有用螺栓连接的凸起，通过所述螺栓连接在一起，放置在所述圆形底面上。
3.根据权利要求1所述的一种锂电解用真空抽锂系统，其特征在于，所述真空室侧壁上还设置有集锂室门，所述集锂室门为可拆卸式门，四周设置有密封圈；通过打开所述集锂室门取出和放置所述铸模。
4.根据权利要求1所述的一种锂电解用真空抽锂系统，其特征在于，所述真空室顶部还设置有观察孔和灯孔，所述观察孔用于观察所述铸模内的所述金属锂液面位置；所述灯孔用于在观察时进行照明。
5.根据权利要求1所述的一种锂电解用真空抽锂系统，其特征在于，所述抽锂管上设置有第一阀门，所述通气孔处设置有第二阀门，所述抽气孔与所述真空泵之间设置有第三阀门；
所述第一阀门为耐高温球阀；
所述第二阀门连接惰性气体口，所述惰性气体口为宝塔嘴型。
6.根据权利要求1所述的一种锂电解用真空抽锂系统，其特征在于，所述铸模下设置有铸模隔热板，用于在所述铸模和所述真空室底壁之间隔热。
7.根据权利要求1所述的一种锂电解用真空抽锂系统，其特征在于，所述抽锂管外表面包裹一层石棉，用于防止所述金属锂液在所述抽锂管中冷却凝固。
8.根据权利要求1所述的一种锂电解用真空抽锂系统，其特征在于，所述真空室顶部还设置有真空压强表，用于显示所述真空室内的压强；
所述真空室下部四个角上分别设置四个脚，起支撑作用。
9.根据权利要求1所述的一种锂电解用真空抽锂系统，其特征在于，所述惰性气体为氩气。
10.一种锂电解用真空抽锂方法，应用于权利要求1-9任意一项所述的锂电解用真空抽锂系统，其特征在于，
在电解槽中进行金属锂的电解；
打开第三阀门，通过真空泵抽取真空室内的气体，使所述真空室内外产生压强差；
关闭所述第三阀门，打开第二阀门，向所述真空室内通入惰性气体至所述真空室内压强与外部压强相同；
关闭所述第二阀门，再打开所述第三阀门，通过真空泵抽取真空室内的气体，使所述真空室内外再次产生压强差；
关闭所述第三阀门，打开第一阀门，在所述真空室内外压强差的作用下，使所述电解槽中的金属锂液体通过抽锂管流入所述真空室中的铸模内；
通过观察孔观察所述铸模内的金属锂液面；
当所述液面达到所述铸模高度的75％到80％时，关闭所述第一阀门，停止抽锂，打开所述第二阀门，向所述真空室内通入惰性气体，待所述铸模内的金属锂液冷却、降温、凝固后，打开集锂室门，取出所述铸模，拆卸，取出锂锭。
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