CN111068547A - 高理化性的电解液制备装置及方法 - Google Patents

高理化性的电解液制备装置及方法 Download PDF

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Abstract

高理化性的电解液制备装置及方法，包括所述罐体的顶面设有排气管，所述排气管的出口并联至抽气泵和循环管，所述循环管的出口并联至所述充气机构的入口，所述循环管的出口处依次安装有循环泵和单向阀，所述单向阀用以阻止所述氮气输送管内的氮气进入到所述循环管内；所述循环泵用以带动氮气循环运动；所述抽气泵连通至液体回收机构，所述液体回收机构用以对气体中的液体进行回收；本发明利用抽真空和充氮气两种方式来消除罐体内的气体，能够有效的去除罐体内的空气，没有空气残留，保证电解液的产品质量，提高电解液的理化性能，并且即使罐体顶面有缝隙，充入的氮气也会从缝隙中散出，从而填补空隙。

Description

高理化性的电解液制备装置及方法
技术领域
本发明属于锂离子电解液制备技术领域，特别涉及高理化性的电解液制备装置及方法。
背景技术
锂电池电解液是电池中离子传输的载体；一般由锂盐和有机溶剂组成；电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证；电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的；
电解液在搅拌制备之前，为了保证电解液的理化性质不发生变化，需要预先将配料罐中的空气抽走，从而避免空气中的水、气体与电解液原料发生反应；
目前去除空气的方式是使用抽气泵抽真空，但此种方式存在以下问题，抽真空去除空气速度较慢，并且由于罐体顶部布设的部件较多，一旦顶部某处有缝隙，外界空气在搅拌过程中还是会进入到罐体内，影响原料的质量。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了高理化性的电解液制备装置及方法，具体技术方案如下：
高理化性的电解液制备装置，包括罐体；所述罐体的内部安装有充气机构，所述充气机构的入口端连通氮气输送管，所述氮气输送管上安装有第一阀体；
所述罐体的顶面设有排气管，所述排气管的出口并联至抽气泵和循环管，所述循环管的出口并联至所述充气机构的入口，所述循环管的出口处依次安装有循环泵和单向阀，所述单向阀用以阻止所述氮气输送管内的氮气进入到所述循环管内；所述循环泵用以带动氮气循环运动；所述抽气泵连通至液体回收机构，所述液体回收机构用以对气体中的液体进行回收。
进一步地，所述充气机构包括充气管和排气座，所述充气管贯穿于所述罐体，所述充气管垂直伸入于所述罐体的内部，所述充气管的顶端并联有所述循环管和氮气输送管，所述充气管的侧壁开设有线性阵列分布的第一排气头，所述第一排气头用以产生横向气流，所述充气管的底端连通所述排气座，所述排气座位于所述罐体的内部底部，所述排气座的底面开设有第二排气头，所述第二排气头用以带动底部的液体翻腾。
进一步地，所述液体回收机构包括U型管和回收瓶，所述U型管的一个开口连通所述抽气泵，所述U型管的另一个开口连通至喷射式真空泵，所述U型管的底端设有排液头，所述排液头插接所述回收瓶。
高理化性的电解液制备方法，所述方法包括：
S1、去除罐体1内的空气；
打开抽气泵和氮气输送管上的第一阀体；
所述氮气输送管输送氮气至所述罐体内，所述抽气泵抽出循环管和所述罐体内的气体，所述抽气泵排出的气体被所述液体回收机构过滤；
所述抽气泵保持工作，直至所述罐体内气体完全置换为氮气；
关闭所述抽气泵和第一阀体；
S2、电解液混合制备；
将各个原料液添加至所述罐体内；
所述罐体内的搅拌桨带动原料液混合；
所述罐体内的氮气通过所述循环管上的循环泵循环排出至所述罐体内，进行辅助气动搅拌；
S、判断所述罐体内的气压是否下降；
是，则打开所述第一阀体，补充氮气；
否，则继续保持关闭所述第一阀体。
进一步地，所述抽气泵排出的气体被所述液体回收机构过滤具体的为:所述抽气泵排出的气体经过U型管，气体中的液体滞留聚集在所述U型管内，聚集的液体回收至所述回收瓶内。
进一步地，所述充气机构排入的氮气辅助带动原料液混合具体的为:循环泵带动所述罐体内的氮气循环进入到所述充气机构内，第一排气头排出的横向气体带动混合液加速转动，第二排气头排出的氮气带动所述罐体底层的液体向上翻滚。
本发明的有益效果是：
1、利用抽真空和充氮气两种方式来消除罐体内的气体，能够有效的去除罐体内的空气，没有空气残留，保证电解液的产品质量，提高电解液的理化性能，并且即使罐体顶面有缝隙，充入的氮气也会从缝隙中散出，从而填补空隙，从而保证搅拌过程中，外部的空气无法进入；
2、抽气泵的设置能够一方面实现抽真空，另一方面加快氮气的置换速度，提高消除空气的效率；
3、液体回收机构能够回收气体中的液体，避免部分腐蚀性液体进入到其他设备中；
4、充入的氮气还可在搅拌作业过程中，带动混合液搅拌，使得原料混合更为均匀、效率更高，进一步提高电解液的理化性能；氮气可在循环管的作用下循环运动，无需一直补充新的氮气，减少氮气的消耗量，降低成本。
附图说明
图1示出了本发明的高理化性的电解液制备装置结构示意图；
图2示出了本发明的循环管连接结构示意图；
图中所示：1、罐体，11、搅拌桨，12、排气管，2、充气机构，21、充气管，211、第一排气头，22、排气座，221、第二排气头，3、氮气输送管，31、第一阀体，4、抽气泵，41、第二阀体，5、液体回收机构，51、U型管，52、回收瓶，521、排液头，6、喷射式真空泵，7、循环管，71、单向阀，8、气压表。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，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。
高理化性的电解液制备装置，包括罐体1；所述罐体1的内部安装有充气机构2，所述充气机构2的入口端连通氮气输送管3，所述氮气输送管3上安装有第一阀体31；充气机构2用以将氮气充入到罐体1内，并且产生气流带动罐体1内的液体加速混合；第一阀体31用以控制氮气输送管3的通断；
所述罐体1的顶面设有排气管12，排气管12用以导出罐体1内气体；所述排气管12的出口并联至抽气泵4和循环管7，所述循环管7的出口并联至所述充气机构2的入口，循环管7用以将排气管12排出的氮气再次循环至充气机构2内；抽气泵4用以抽出罐体1、循环管7内的气体；
所述循环管7的出口处依次安装有循环泵72和单向阀71，所述单向阀71用以阻止所述氮气输送管3内的氮气进入到所述循环管7内；所述循环泵72用以带动氮气循环运动；所述抽气泵4连通至液体回收机构5，所述液体回收机构5用以对气体中的液体进行回收。
作为上述技术方案的改进，所述充气机构2包括充气管21和排气座22，所述充气管21贯穿于所述罐体1，所述充气管21垂直伸入于所述罐体1的内部；所述充气管21的顶端并联有所述循环管7和氮气输送管3；用以实现充气管21的气体来源可以是外部氮气输送管3输送的新的氮气，也可是循环管7循环供给；
所述充气管21的侧壁开设有线性阵列分布的第一排气头211，所述第一排气头211用以产生横向气流，所述充气管21的底端连通所述排气座22，所述排气座22位于所述罐体1的内部底部，所述排气座22的底面开设有第二排气头221，所述第二排气头221用以带动底部的液体翻腾。
作为上述技术方案的改进，所述液体回收机构5包括U型管51和回收瓶52，所述U型管51的一个开口连通所述抽气泵4，所述U型管51的另一个开口连通至喷射式真空泵6，所述U型管51的底端设有排液头511，所述排液头511插接所述回收瓶52；当气体经过U型管51时，管内的液体会在重力作用下无法向上运动，会滞留在U型管51内，而气体会继续向上运动；回收瓶52用以对储存的液体进行回收储存，使得清理更为方便。
高理化性的电解液制备方法，所述方法包括：
S1、去除罐体1内的空气；
打开抽气泵4和氮气输送管3上的第一阀体31；
所述氮气输送管3输送氮气至所述罐体1内，所述抽气泵4抽出循环管7和所述罐体1内的气体，所述抽气泵4排出的气体被所述液体回收机构5过滤；此步骤用以抽出循环管7和罐体1内的气体，使得循环管7、罐体1内转变为真空状态，避免空气与原料接触，保证产品质量；抽气泵4能够保证氮气能够快速置换罐体1内的空气，加快氮气的运动速度；
具体的为：抽气泵4将罐体1、循环管7内的气体抽出，然后气体进入到U型管51内，气体中的水在重力作用下储存在U型管51的底部，而气体排出U型管51，抽出的气体最终进入到喷射式真空泵6；在抽真空的同时，氮气输送管3将氮气依次输送至充气管21和排气座22，然后氮气通过第一排气头211、第二排气头221排出至空的罐体1内，抽气泵4能够加快氮气的运动速度，使得氮气能够快速置换罐体1内的空气；
所述抽气泵4保持工作，直至所述罐体1内气体完全置换为氮气；此步骤用以实现罐体1先被抽真空，再被充满氮气，从而极大的消除空气对原料的影响，保证电解液的质量；
关闭所述抽气泵4、第一阀体31；具体的：关闭抽气泵4、第一阀体31以及抽气泵4上的第二阀体41；
S2、电解液混合制备；
将各个原料液添加至所述罐体1内；
所述罐体1内的搅拌桨11带动原料液混合，所述充气机构2排入的氮气辅助带动原料液混合；利用搅拌桨11和充气机构2能够极大的加快搅拌混合效果；具体的；第一排气头211排出的横向气体带动混合液加速转动，第二排气头221排出的氮气带动所述罐体1底层的液体向上翻滚；
所述罐体1内的氮气通过所述循环管7循环排出至所述充气机构3；此步骤用以实现氮气只需置换完空气便可，无需继续添加，在后续的气体搅拌过程中，无需一直充入新的氮气，原本储存的氮气可循环运动实现气体搅拌，有效的降低了氮气需要量，减少了氮气的浪费，并且循环泵72能够加大氮气的流通速度，提高搅拌效果；
具体的：罐体1内的氮气在对液体搅拌后，氮气会向上运动，再通过排气管11进入到循环管7内，循环泵72加快氮气的流通速度，然后被加速的氮气进入到充气管21内，然后氮气再通过第一排气头211、第二排气头221排出至罐体1内的液体中，从而实现氮气的循环运动。
S3、判断所述罐体1内的气压是否下降；此步骤用以保证罐体1内始终能够充满氮气，一方面保证氮气带动混合搅拌的效果，另一方面避免气压不足后，外部空气会从缝隙中进入；判断罐体1内的气压是否有变化可通过罐体1上的气压表8确定，工人通过气压表8的数值来调控第一阀体31；
是，则打开所述第一阀体31，补充氮气；当气压下降时，则表示罐体1内的氮气被消耗一部分，此时打开第一阀体31，补充氮气至充满状态；这样即可保证罐体1内的氮气始终接近饱和，还可最大限度的减少氮气输入量，若一直输入，罐体1内的氮气过多则需要排出，也造成了浪费；
否，则继续保持关闭所述第一阀体31。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.高理化性的电解液制备装置，其特征在于：包括罐体；所述罐体的内部安装有充气机构，所述充气机构的入口端连通氮气输送管，所述氮气输送管上安装有第一阀体；
所述罐体的顶面设有排气管，所述排气管的出口并联至抽气泵和循环管，所述循环管的出口并联至所述充气机构的入口，所述循环管的出口处依次安装有循环泵和单向阀，所述单向阀用以阻止所述氮气输送管内的氮气进入到所述循环管内；所述循环泵用以带动氮气循环运动；所述抽气泵连通至液体回收机构，所述液体回收机构用以对气体中的液体进行回收。
2.根据权利要求1所述的高理化性的电解液制备装置，其特征在于：所述充气机构包括充气管和排气座，所述充气管贯穿于所述罐体，所述充气管垂直伸入于所述罐体的内部，所述充气管的顶端并联有所述循环管和氮气输送管，所述充气管的侧壁开设有线性阵列分布的第一排气头，所述第一排气头用以产生横向气流，所述充气管的底端连通所述排气座，所述排气座位于所述罐体的内部底部，所述排气座的底面开设有第二排气头，所述第二排气头用以带动底部的液体翻腾。
3.根据权利要求1或2所述的高理化性的电解液制备装置，其特征在于：所述液体回收机构包括U型管和回收瓶，所述U型管的一个开口连通所述抽气泵，所述U型管的另一个开口连通至喷射式真空泵，所述U型管的底端设有排液头，所述排液头插接所述回收瓶。
4.高理化性的电解液制备方法，其特征在于：应用上述权利要求1所述的高理化性的电解液制备装置；所述方法包括：
S1、去除罐体1内的空气；
打开抽气泵和氮气输送管上的第一阀体；
所述氮气输送管输送氮气至所述罐体内，所述抽气泵抽出循环管和所述罐体内的气体，所述抽气泵排出的气体被所述液体回收机构过滤；
所述抽气泵保持工作，直至所述罐体内气体完全置换为氮气；
关闭所述抽气泵和第一阀体；
S2、电解液混合制备；
将各个原料液添加至所述罐体内；
所述罐体内的搅拌桨带动原料液混合；
所述罐体内的氮气通过所述循环管上的循环泵循环排出至所述罐体内，进行辅助气动搅拌；
S、判断所述罐体内的气压是否下降；
是，则打开所述第一阀体，补充氮气；
否，则继续保持关闭所述第一阀体。
5.根据权利要求4所述的高理化性的电解液制备方法，其特征在于：所述抽气泵排出的气体被所述液体回收机构过滤具体的为:所述抽气泵排出的气体经过U型管，气体中的液体滞留聚集在所述U型管内，聚集的液体回收至所述回收瓶内。
6.根据权利要求4所述的高理化性的电解液制备方法，其特征在于：所述充气机构排入的氮气辅助带动原料液混合具体的为:循环泵带动所述罐体内的氮气循环进入到所述充气机构内，第一排气头排出的横向气体带动混合液加速转动，第二排气头排出的氮气带动所述罐体底层的液体向上翻滚。
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