CN112390243A - 一种制备二氟磷酸锂的装备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备二氟磷酸锂的装备，包括机体，所述机体的顶端居中安装有第一电机，机体呈中空设置的柱形结构，机体的内部设置有出料斗，并通过出料斗将机体的内腔分设为位于上端的反应室、位于中间的析出室以及位于下端的干燥室，其中机体的两侧面顶端均安装有连通反应室内的进料管，机体的顶端位于第一电机的一侧安装有充气管，反应室的内部安装有与第一电机连接的搅拌组件。该制备二氟磷酸锂的装备，将不同步骤后的设备组合在机体内进行，既能降低整体的占用空间面积，同时还能在制备过程中，无需转移操作，使整体操作更加简单，加工也更加方便，节省人力，提高加工效率的同时，避免了转移过程中造成的质量问题。

Description

一种制备二氟磷酸锂的装备
技术领域
本发明属于二氟磷酸锂制备技术领域，具体涉及一种制备二氟磷酸锂的装备。
背景技术
近年来，随着锂离子电池的推广和应用，市场对锂离子电池的综合性能提出了越来越高的要求，如电池的高低温性能、电池容量、循环性能等等。因此，各类性能优异的电解液添加剂被逐步地开发并使用。二氟磷酸锂作为锂离子电池添加剂，因其能显著提高锂离子二次电池的低温特性、循环稳定性，引起了广泛的关注。
目前，在对二氟磷酸锂进行制备的过程中，其使用的装备分别是应用于各个步骤，从而使装备在操作过程中，需要分开操作，操作比较麻烦，同时占地空间大，不利于提高整体的制备效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备二氟磷酸锂的装备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种制备二氟磷酸锂的装备，包括机体，所述机体的顶端居中安装有第一电机，机体呈中空设置的柱形结构，机体的内部设置有出料斗，并通过出料斗将机体的内腔分设为位于上端的反应室、位于中间的析出室以及位于下端的干燥室，其中机体的两侧面顶端均安装有连通反应室内的进料管，机体的顶端位于第一电机的一侧安装有充气管，反应室的内部安装有与第一电机连接的搅拌组件；
每组所述出料斗的下方均设置有过滤件，且每组所述过滤件下方的机体内壁上均安装有密封过滤件底端中心处开设的过滤出口的挡料组件，所述析出室内位于过滤件与出料斗之间安装有固定轴，且固定轴上安装有转动杆；
所述干燥室的底端内嵌有出料外筒，且出料外筒的顶端开口中转动连接有一组干燥筒，所述干燥筒的顶端嵌设有转动的转盘，且转盘顶端居中设置有与过滤件底端过滤出口竖向连通的进料口，且进料口的一侧的转盘顶端面开设置有与机体外真空泵连通的真空管接口，干燥筒的外侧固定套接有第二链轮，且干燥筒、固定轴以及两组过滤件均连接有机体外设置的驱动机构，并通过驱动机构在机体内转动。
优选的，所述搅拌组件包括与第一电机机轴固定连接的搅拌轴以及安装在搅拌轴外侧的搅拌杆，所述反应室两侧的机体内壁上分别内嵌有加热板和温度传感器。
优选的，所述出料斗均呈漏斗状结构，出料斗的顶端外侧均与机体的内壁焊接，出料斗的底端连接有下料管，且下料管外侧均安装有电磁阀。
优选的，所述过滤件包括呈漏斗状结构的过滤斗以及套接在过滤斗顶端外侧的外环板，所述外环板的外侧内嵌在机体内壁中转动设置，且外环板的外侧在机体内侧还固定套接有与驱动机构传动连接的齿带，所述过滤开口开在过滤斗的底端面中心处。
优选的，所述挡料组件包括与机体内壁固定连接的第一电推杆以及安装在第一电推杆活塞端处的挡块，所述挡块的顶端分别与两组过滤斗的过滤出口底端紧挨设置，位于下方的挡料组件的挡块底端与干燥筒的顶端进料口抵接。
优选的，所述驱动机构包括安装在机体外侧的第二电机、设置在两组轴承座之间的传动轴、固定套接在传动轴上的两组主动齿轮、一组第一链轮以及一组第一锥齿轮，其中轴承座焊接固定在机体的外侧面，第二电机的输出轴与传动轴固定连接，两组主动齿轮的一端均插入机体内与两组过滤件外侧的齿带啮合连接。
优选的，所述固定轴的一端伸出机体外固定套接有第二锥齿轮，且该第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合连接，固定轴的外侧在机体内固定套接有多组搅拌扇叶，所述第一链轮通过链条与机体内干燥箱外侧的第二链轮传动连接。
优选的，所述析出室顶端一侧的机体侧壁上安装有加料管，析出室两侧机体内壁上分别安装有温度传感器和半导体制冷器，所述干燥室底端一侧的机体侧壁上安装有排液管。
优选的，所述干燥箱底端的开口位于出料外筒的内部分别安装有固定的底板和滑动的挡板，其中底板的顶端呈倾斜设置，所述挡板的底端通过支杆连接有驱动其在底板下方滑动的第二电推杆，所述第二电推杆的固定在出料外筒的内侧壁上，所述出料外筒的内侧壁还安装有加热板和温度传感器。
本发明的技术效果和优点：该制备二氟磷酸锂的装备，通过将机体内腔由出料斗分设为反应室、析出室和干燥室，并且在出料斗的底端均通过下料管以及外侧的电磁阀，实现反应室内物料进入到析出室内，并最终进入到干燥室内，从而使二氟磷酸锂在制备过程中，将不同步骤后的设备组合在机体内进行，既能降低整体的占用空间面积，同时还能在制备过程中，无需转移操作，使整体操作更加简单，加工也更加方便，节省人力，提高加工效率的同时，避免了转移过程中造成的质量问题；此外在析出室与干燥室内设置有过滤件，同时在析出室内设置有固定轴和转动杆，在干燥室内设有干燥筒和出料外筒，转动杆、过滤件和出料外筒均由机体外的驱动机构带动转动，从而实现了在过滤中的旋转，提高了过滤的效率，同时还提高了析出时混合液与溶剂结晶的混合均匀，并在在驱动其转动的过程中，只需要一组电机带动，降低设备的电力损耗，此外干燥筒在出料外筒内的设计，还方便了干燥完成后的出料。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图2为本发明的图1中A处结构的放大示意图；
图3为本发明的图1中B处结构的放大示意图；
图4为本发明的图1中C处结构的放大示意图；
图5为本发明的过滤件结构示意图；
图6为本发明的干燥筒结构示意图；
图7为本发明的干燥筒与出料外筒剖视图。
图中：1、机体；2、进料管；3、第一电机；4、搅拌组件；5、充气管；6、加热板；7、温度传感器；8、出料斗；9、过滤件；10、加料管；11、第一电推杆；12、固定轴；13、真空泵；14、干燥筒；15、出料外筒；16、出料管；17、排液管；18、第二电机；19、传动轴；20、第一链轮；21、主动齿轮；22、齿带；23、第一锥齿轮；24、第二锥齿轮；25、下料管；26、电磁阀；27、挡块；28、进料口；29、外环板；30、过滤斗；31、过滤出口；32、转盘；33、真空管接口；34、第二链轮；35、挡板；36、第二电推杆。
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。
本发明提供了如图1-7所示的一种制备二氟磷酸锂的装备，包括机体1，所述机体1的顶端居中安装有第一电机3，机体1呈中空设置的柱形结构，机体1的内部设置有出料斗8，并通过出料斗8将机体1的内腔分设为位于上端的反应室、位于中间的析出室以及位于下端的干燥室，其中机体1的两侧面顶端均安装有连通反应室内的进料管2，机体1的顶端位于第一电机3的一侧安装有充气管5，反应室的内部安装有与第一电机3连接的搅拌组件4；
每组所述出料斗8的下方均设置有过滤件9，且每组所述过滤件9下方的机体1内壁上均安装有密封过滤件9底端中心处开设的过滤出口31的挡料组件，所述析出室内位于过滤件9与出料斗8之间安装有固定轴12，且固定轴12上安装有转动杆，固定轴12的两端分别插在机体1内壁中转动设置；
所述干燥室的底端内嵌有出料外筒15，且出料外筒15的顶端开口中转动连接有一组干燥筒14，所述干燥筒14的顶端嵌设有转动的转盘32，且转盘32顶端居中设置有与过滤件9底端过滤出口31竖向连通的进料口28，且进料口28的一侧的转盘32顶端面开设置有与机体1外真空泵13连通的真空管接口33，真空泵13固定安装在机体1外侧面，干燥筒14的外侧固定套接有第二链轮34，且干燥筒14、固定轴12以及两组过滤件9均连接有机体1外设置的驱动机构，并通过驱动机构在机体1内转动。
具体的，所述搅拌组件4包括与第一电机3机轴固定连接的搅拌轴以及安装在搅拌轴外侧的搅拌杆，所述反应室两侧的机体1内壁上分别内嵌有加热板6和温度传感器7(TS105的温度传感器，且与外界的显示屏电连接，将实时温度进行显示)。
具体的，所述出料斗8均呈漏斗状结构，出料斗8的顶端外侧均与机体1的内壁焊接，出料斗8的底端连接有下料管25，且下料管25外侧均安装有电磁阀26，出料斗8的外侧在实际中，应设有一层隔热层，以保证热量不会在反应室、析出室和干燥室之间传递。
具体的，所述过滤件9包括呈漏斗状结构的过滤斗30以及套接在过滤斗30顶端外侧的外环板29，所述外环板29的外侧内嵌在机体1内壁中转动设置，且外环板29的外侧在机体1内侧还固定套接有与驱动机构传动连接的齿带22，所述过滤开口开在过滤斗30的底端面中心处。
具体的，所述挡料组件包括与机体1内壁固定连接的第一电推杆11以及安装在第一电推杆11活塞端处的挡块27，所述挡块27的顶端分别与两组过滤斗30的过滤出口31底端紧挨设置，位于下方的挡料组件的挡块27底端与干燥筒14的顶端进料口28抵接，能够对过滤后的颗粒进行格挡，方便进行排放。
具体的，所述驱动机构包括安装在机体1外侧的第二电机18、设置在两组轴承座之间的传动轴19、固定套接在传动轴19上的两组主动齿轮21、一组第一链轮20以及一组第一锥齿轮23，其中轴承座焊接固定在机体1的外侧面，第二电机18的输出轴与传动轴19固定连接，两组主动齿轮21的一端均插入机体1内与两组过滤件9外侧的齿带22啮合连接。
具体的，所述固定轴12的一端伸出机体1外固定套接有第二锥齿轮24，且该第二锥齿轮24与第一锥齿轮23啮合连接，固定轴12的外侧在机体1内固定套接有多组搅拌扇叶，能够加速析出时的混合，所述第一链轮20通过链条与机体1内干燥箱外侧的第二链轮34传动连接，机体1侧面上开有用于链条穿过的孔。
具体的，所述析出室顶端一侧的机体1侧壁上安装有加料管10，析出室两侧机体1内壁上分别安装有温度传感器7和半导体制冷器，方便析出时的降温，所述干燥室底端一侧的机体1侧壁上安装有排液管17。
具体的，所述干燥箱底端的开口位于出料外筒15的内部分别安装有固定的底板和滑动的挡板35，其中底板的顶端呈倾斜设置，所述挡板35的底端通过支杆连接有驱动其在底板下方滑动的第二电推杆36，所述第二电推杆36的固定在出料外筒15的内侧壁上，所述出料外筒15的内侧壁还安装有加热板6和温度传感器7。
工作原理，该制备二氟磷酸锂的装备，在生产加工过程中，首先通过进料管2向机体1内的反应室中加入三氧化二硼和六氟磷酸锂固体，并加入无水乙腈溶剂，以及通过充气管5加入氮气，并在加入完成后，将充气管5、进料管2密封后，启动第一电机3和加热板6，对反应混合物进行搅拌，使其混合均匀，同时加热板6对反应室内加热，并由温度传感器7实时检测反应室内的温度变化，反应完成后，打开反应室紧贴的出料斗8底端的下料管25的电磁阀26，并启动第二电机18以及通过加料管10向析出室内加入干燥的1,2-二氯乙烷，此处反应生成二氟磷酸锂的混合液从下料管25经过第一组过滤件9进入到析出室内与1,2-二氯乙烷混合，并在此时第二电机18转动，带动传动轴19转动，并带动两组主动齿轮21、第一链轮20和第一锥齿轮23的转动，从而带动两组过滤件9的转动，使对反应后的混合液中残留的固定杂质进行过滤，过滤后全部进入析出室内的出料斗8上方，同时第一锥齿轮23转动，带动第二锥齿轮24和固定轴12的转动，使析出室内的反应混合液与1,2-二氯乙烷混合完成，同时启动半导体制冷器制冷，对析出室内进行降温，直至将析出室内的反应混合液中的二氟磷酸锂固体析出，并在析出完成后，打开下方的出料斗8的电磁阀26，使析出二氟磷酸锂固体的混合液经过转动的过滤件9再次过滤，同时启动紧贴干燥筒14的第一电推杆11，将过滤后的二氟磷酸锂固体从过滤出口31进入到干燥筒14内，并在全部进入到干燥筒14后，恢复第一电推杆11，将干燥筒14的进料口28堵住，同时启动真空泵13和干燥筒14内的加热板6，对进入干燥筒14内的二氟磷酸锂固体进行转动烘干，直至烘干完成。
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 (9)

1.一种制备二氟磷酸锂的装备，包括机体(1)，其特征在于：所述机体(1)的顶端居中安装有第一电机(3)，机体(1)呈中空设置的柱形结构，机体(1)的内部设置有出料斗(8)，并通过出料斗(8)将机体(1)的内腔分设为位于上端的反应室、位于中间的析出室以及位于下端的干燥室，其中机体(1)的两侧面顶端均安装有连通反应室内的进料管(2)，机体(1)的顶端位于第一电机(3)的一侧安装有充气管(5)，反应室的内部安装有与第一电机(3)连接的搅拌组件(4)；
每组所述出料斗(8)的下方均设置有过滤件(9)，且每组所述过滤件(9)下方的机体(1)内壁上均安装有密封过滤件(9)底端中心处开设的过滤出口(31)的挡料组件，所述析出室内位于过滤件(9)与出料斗(8)之间安装有固定轴(12)，且固定轴(12)上安装有转动杆；
所述干燥室的底端内嵌有出料外筒(15)，且出料外筒(15)的顶端开口中转动连接有一组干燥筒(14)，所述干燥筒(14)的顶端嵌设有转动的转盘(32)，且转盘(32)顶端居中设置有与过滤件(9)底端过滤出口(31)竖向连通的进料口(28)，且进料口(28)的一侧的转盘(32)顶端面开设置有与机体(1)外真空泵(13)连通的真空管接口(33)，干燥筒(14)的外侧固定套接有第二链轮(34)，且干燥筒(14)、固定轴(12)以及两组过滤件(9)均连接有机体(1)外设置的驱动机构，并通过驱动机构在机体(1)内转动。
2.根据权利要求1所述的一种制备二氟磷酸锂的装备，其特征在于：所述搅拌组件(4)包括与第一电机(3)机轴固定连接的搅拌轴以及安装在搅拌轴外侧的搅拌杆，所述反应室两侧的机体(1)内壁上分别内嵌有加热板(6)和温度传感器(7)。
3.根据权利要求1所述的一种制备二氟磷酸锂的装备，其特征在于：所述出料斗(8)均呈漏斗状结构，出料斗(8)的顶端外侧均与机体(1)的内壁焊接，出料斗(8)的底端连接有下料管(25)，且下料管(25)外侧均安装有电磁阀(26)。
4.根据权利要求1所述的一种制备二氟磷酸锂的装备，其特征在于：所述过滤件(9)包括呈漏斗状结构的过滤斗(30)以及套接在过滤斗(30)顶端外侧的外环板(29)，所述外环板(29)的外侧内嵌在机体(1)内壁中转动设置，且外环板(29)的外侧在机体(1)内侧还固定套接有与驱动机构传动连接的齿带(22)，所述过滤开口开在过滤斗(30)的底端面中心处。
5.根据权利要求1所述的一种制备二氟磷酸锂的装备，其特征在于：所述挡料组件包括与机体(1)内壁固定连接的第一电推杆(11)以及安装在第一电推杆(11)活塞端处的挡块(27)，所述挡块(27)的顶端分别与两组过滤斗(30)的过滤出口(31)底端紧挨设置，位于下方的挡料组件的挡块(27)底端与干燥筒(14)的顶端进料口(28)抵接。
6.根据权利要求4所述的一种制备二氟磷酸锂的装备，其特征在于：所述驱动机构包括安装在机体(1)外侧的第二电机(18)、设置在两组轴承座之间的传动轴(19)、固定套接在传动轴(19)上的两组主动齿轮(21)、一组第一链轮(20)以及一组第一锥齿轮(23)，其中轴承座焊接固定在机体(1)的外侧面，第二电机(18)的输出轴与传动轴(19)固定连接，两组主动齿轮(21)的一端均插入机体(1)内与两组过滤件(9)外侧的齿带(22)啮合连接。
7.根据权利要求6所述的一种制备二氟磷酸锂的装备，其特征在于：所述固定轴(12)的一端伸出机体(1)外固定套接有第二锥齿轮(24)，且该第二锥齿轮(24)与第一锥齿轮(23)啮合连接，固定轴(12)的外侧在机体(1)内固定套接有多组搅拌扇叶，所述第一链轮(20)通过链条与机体(1)内干燥箱外侧的第二链轮(34)传动连接。
8.根据权利要求1所述的一种制备二氟磷酸锂的装备，其特征在于：所述析出室顶端一侧的机体(1)侧壁上安装有加料管(10)，析出室两侧机体(1)内壁上分别安装有温度传感器(7)和半导体制冷器，所述干燥室底端一侧的机体(1)侧壁上安装有排液管(17)。
9.根据权利要求1所述的一种制备二氟磷酸锂的装备，其特征在于：所述干燥箱底端的开口位于出料外筒(15)的内部分别安装有固定的底板和滑动的挡板(35)，其中底板的顶端呈倾斜设置，所述挡板(35)的底端通过支杆连接有驱动其在底板下方滑动的第二电推杆(36)，所述第二电推杆(36)的固定在出料外筒(15)的内侧壁上，所述出料外筒(15)的内侧壁还安装有加热板(6)和温度传感器(7)。
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