CN114084983A - 一种锂离子电池用负极纯水制备系统 - Google Patents
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Abstract
一种锂离子电池用负极纯水制备系统，包括依次连接的原水装置、预处理装置、三级反渗透装置、EDI处理装置、氮封水罐和终端供水装置，经过三级反渗透装置处理后的纯水电导率≤2uS/cm，EDI处理装置包括EDI增压泵、紫外杀菌罐、精密过滤器和EDI处理器，增压泵与紫外杀菌罐连接，紫外杀菌罐与精密过滤器连接，精密过滤器的一侧支路通过EDI处理器与氮封水罐连接，精密过滤器的另一侧支路直接与氮封水罐连接，RO纯水进入EDI增压泵后，通过紫外杀菌去除水中的细菌，然后经过精密过滤器，可选择性的经过EDI处理器，实现两种兼容水质，即通过三级反渗透装置实现电导率≤2us/cm的纯水；通过EDI处理装置+终端供水装置实现电导率≤0.1us/cm的纯水，以适应不同产品所需的纯水水质。
Description
技术领域
本发明属于水处理装置技术领域，具体涉及一种锂离子电池用负极纯水制备系统。
背景技术
在锂离子电池生产过程中，纯水DIW常常被用作负极混料时的溶剂。随着新能源汽车市场对动力锂电池需求规模越来越大，锂电池工厂生产规模也越来越大，一般新建工厂锂电池生产规模在年产4Gwh以上，所需求的纯水年用量增大。
锂电池生产过程中所需纯水主要应用包括以下几种：1)做为负极浆料搅拌溶剂，负极材料(石墨)经电子称精确计量后投入高速分散机，并加入粘合剂丁苯橡胶乳液(SBR)和纯水，密闭搅拌均匀后制成浆状的负极物质。负极浆料采用纯水作为溶剂，在后面的涂布干燥过程中纯水全部挥发，其余的石墨以及丁苯橡胶(SBR)全部留在集流体上，成为负极材料。2)清洗用水，负极配料工段定期需要对配料桶采用纯水进行清洗以保证物料品质。
随着市场对锂电池电池性能的要求越来越高，锂离子生产中对负极溶剂的水质要求也是越来越高，从早期纯水水质5us/cm、2us/cm，甚至个别企业开始参照医药行业，和电子电镀行业的超纯水水质要求。一般常用纯水根据锂电池生产要求，采用的纯水水质一般为2us/cm。
目前纯水设备运行成本高，稳定性差，无法满足锂离子生产中对负极溶剂的水质要求也是越来越高的要求，无法提供负极产品对多种水质的需求，并且纯水的产水率受到气温的影响较大。
发明内容
针对以上不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池用负极纯水制备系统，降低纯水设备运行成本，提高纯水水质，保证纯水设备的产水率，提高设备稳定性。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是，
一种锂离子电池用负极纯水制备系统，包括依次连接的原水装置、预处理装置、三级反渗透装置、EDI处理装置、氮封水罐和终端供水装置，经过三级反渗透装置处理后的纯水电导率≤2uS/cm，EDI处理装置包括EDI增压泵、紫外杀菌罐、精密过滤器和EDI处理器，增压泵与紫外杀菌罐连接，紫外杀菌罐与精密过滤器连接，精密过滤器的一侧支路通过EDI处理器与氮封水罐连接，精密过滤器的另一侧支路直接与氮封水罐连接。
进一步的，三级反渗透装置依次包括一级反渗透组件、二级反渗透组件和三级反渗透组件，一级反渗透组件内设有CIP清洗装置，二级渗透组件内设有PH 调节装置，经过三级反渗透组件处理后的纯水电导率≤2uS/cm。
进一步的，一级反渗透组件包括依次连接的一级高压泵、CIP清洗装置和一级反渗透器，二级反渗透组件包括依次连接的二级高压泵、PH调节装置和二级反渗透器，三级反渗透组件包括依次连接的三级高压泵和三级反渗透器。
进一步的，一级反渗透器与排污口连接，二级反渗透器、三级反渗透器分别与原水装置连接。
进一步的，原水装置包括依次连接的原水罐、原水泵和热换器，热换器与预处理装置连接。
进一步的，预处理装置包括依次连接的多介质过滤器、活性炭过滤器和保安过滤器，活性炭过滤器、保安过滤器之间连接有阻垢剂加药装置。
进一步的，终端供水装置至少包括第一终端供水组件、第二终端供水组件和第三终端供水组件，第一终端供水组件和第二终端供水组件相互连接。
进一步的，第一终端供水组件包括第一供水泵、抛光混床和终端过滤器，第一供水泵通过抛光混床与终端过滤器连接，第二终端供水组件包括第二供水泵，第二供水泵与终端过滤器连接，在终端过滤器的后端连接有外接管路装置，第三终端供水组件包括依次连接的第三供水泵和喷淋塔。
进一步的，EDI处理装置与抛光混床处理后纯水的电导率≤0.1us/cm。
进一步的，EDI处理器、氮封水罐与原水装置连接。
本发明的有益效果是，(1)本设备的运行成本低，处理后的纯水水质更高，可以有效降低温度对本设备的产水率的影响。
(2)实现了两种兼容水质的需求，即通过三级反渗透装置实现纯水电导率≤2us/cm；通过EDI处理装置+终端供水装置实现纯水电导率≤0.1us/cm，从而达到了锂离子电池生产研发中不同产品生产对纯水水质的需求。
附图说明
图1是本发明的系统示意图。
图2是原水装置的系统示意图。
图3是预处理装置的系统示意图。
图4是三级反渗透装置的系统示意图。
图5是EDI处理装置的系统示意图。
图6是终端供水装置的系统示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步描述。
一种锂离子电池用负极纯水制备系统，包括依次连接的原水装置、预处理装置、三级反渗透装置、EDI处理装置、氮封水罐和终端供水装置，经过三级反渗透装置处理后的纯水电导率≤2uS/cm，EDI处理装置包括EDI增压泵、紫外杀菌罐、精密过滤器和EDI处理器，增压泵与紫外杀菌罐连接，紫外杀菌罐与精密过滤器连接，精密过滤器的一侧支路通过EDI处理器与氮封水罐连接，精密过滤器的另一侧支路直接与氮封水罐连接，RO纯水进入EDI增压泵后，通过紫外杀菌去除水中的细菌，然后经过精密过滤器，在这里有两条支路供选择，两条支路阀门互锁；支路2不经过EDI系统直接进入氮封水罐；支路1经过EDI系统，进入氮封水罐；EDI的浓水可以进入原水罐循环，若氮封水罐的水质不合格，也可进入原水罐进行循环处理，实现了两种兼容水质的需求，即通过三级反渗透装置实现纯水电导率≤2us/cm；通过EDI处理装置+终端供水装置实现纯水电导率≤ 0.1us/cm，从而达到了锂离子电池生产研发中不同产品生产对纯水水质的目的。
本实施例中，终端供水系统除了供应NMP喷淋塔以外，供应锂离子电池浆料制备的系统分为2路，支路1经过EDI处理后，通过抛光混床进一步提升电阻率，通过终端过滤器后到搅拌用水端；支路2没有经过EDI的RO纯水直接经过终端过滤器后输送到搅拌用水端；两种支路阀门互锁，供应到终端的纯水为保证水质，若终端无用水需求时，可以循环回氮封水泵。
三级反渗透装置依次包括一级反渗透组件、二级反渗透组件和三级反渗透组件，一级反渗透组件内设有CIP清洗装置，二级反渗透组件内设有PH调节装置，经过三级反渗透组件处理后的纯水电导率≤2uS/cm，通过采用三级RO反渗透膜的设置，便于提高三级反渗透装置处理后的纯水质量。
一级反渗透组件包括依次连接的一级高压泵、CIP清洗装置和一级反渗透器，在一级反渗透组件内设置CIP清洗装置，便于对一级反渗透组件进行清洗，提高一级反渗透组件的使用寿命；二级反渗透组件包括依次连接的二级高压泵、PH 调节装置和二级反渗透器，在二级高压泵、二级反渗透器之间设置PH调节装置，便于对纯水的PH值进行调节，保证PH在6-8之间，并且还可以通过二级反渗透器、三级反渗透器对纯水进行进一步提存，保证通过三级反渗透装置处理后的纯水质量；三级反渗透组件包括依次连接的三级高压泵和三级反渗透器。
在每个反渗透器的后端配置电导率在线监测，使得一级反渗透纯水电导率≤10uS/cm；二级反渗透纯水电导率≤5uS/cm；三级反渗透纯水电导率≤2uS/cm，保证出水质量。
一级反渗透器与排污口连接，二级反渗透器、三级反渗透器分别与原水装置连接，便于二级反渗透器、三级反渗透器产生的水进行循环，提高水的利用率。
原水装置包括依次连接的原水罐、原水泵和热换器，热换器与预处理装置连接，换热器采用板式换热器，保证终端水温处于20-40℃，提高本设备的产水率。
预处理装置包括依次连接的多介质过滤器、活性炭过滤器和保安过滤器，活性炭过滤器、保安过滤器之间连接有阻垢剂加药装置，多介质过滤器滤料采用石英石级配，要求出水悬浮物＜1mg/L；活性炭过滤器，要求定期检测进水余氯值 (Cl)≤0.05mg/l；保安过滤器滤芯≤5um，除水中≥5um的颗粒杂质，防止≥ 5um颗粒物进入RO系统，阻垢剂加药装置向过程中有阻垢剂加药系统调节水中钙镁金属离子的含量，避免产生水垢。
终端供水装置至少包括第一终端供水组件、第二终端供水组件和第三终端供水组件，第一终端供水组件和第二终端供水组件相互连接，并与外接管路装置连接。
第一终端供水组件包括第一供水泵、抛光混床和终端过滤器，第一供水泵通过抛光混床与终端过滤器连接，第二终端供水组件包括第二供水泵，第二供水泵与终端过滤器连接，在终端过滤器的后端连接有外接管路装置，第三终端供水组件包括依次连接的第三供水泵和喷淋塔，第一终端供水组件用于供应电导率≤ 0.1us/cm的纯水，第二终端供水组件用于供应电导率0.1～0.2us/cm的纯水，第三终端供水组件用于供应电导率≤2us/cm的纯水。
EDI处理装置与抛光混床处理后纯水的电导率≤0.1us/cm，从而达到了锂离子电池生产研发中不同产品生产对纯水水质的目的。
EDI处理器、氮封水罐与原水装置连接，用于将EDI处理器、氮封水罐产生的处理后的排放的水进行收集，一方面便于提高水的利用率，另一方面上述两个装置产生的水的纯度较高，可以提高产水率。
在本实施例中，通过原水罐内的液位高度来控制补水状况，原水罐液位≥ 80％时，关闭进水阀；液位≤50％时，开启进水阀补水，当液位低于20％系统停机。
本实施例中，EDI处理装置：EDI(Electrodeionization)又称连续电除盐技术，它科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体，通过阳、阴离子膜对阳、阴离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用，在电场的作用下实现水中离子的定向迁移，从而达到水的深度净化除盐，并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生，因此EDI制水过程不需酸、碱化学药品再生即可连续制取高品质超纯水，它具有技术先进、结构紧凑、操作简便的优点，可广泛应用于电力、电子、医药、化工、食品和实验室领域，是水处理技术的绿色革命。
外接管路装置包括依次连接的计量罐和循环泵，若用水终端无用水需求时，纯水通过循环泵循环回氮封水罐。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记对应的术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种锂离子电池用负极纯水制备系统，其特征在于，包括依次连接的原水装置、预处理装置、三级反渗透装置、EDI处理装置、氮封水罐和终端供水装置，经过三级反渗透装置处理后的纯水电导率≤2uS/cm，EDI处理装置包括EDI增压泵、紫外杀菌罐、精密过滤器和EDI处理器，增压泵与紫外杀菌罐连接，紫外杀菌罐与精密过滤器连接，精密过滤器的一侧支路通过EDI处理器与氮封水罐连接，精密过滤器的另一侧支路直接与氮封水罐连接。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用负极纯水制备系统，其特征在于，三级反渗透装置依次包括一级反渗透组件、二级反渗透组件和三级反渗透组件，一级反渗透组件内设有CIP清洗装置，二级渗透组件内设有PH调节装置，经过三级反渗透组件处理后的纯水电导率≤2uS/cm。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池用负极纯水制备系统，其特征在于，一级反渗透组件包括依次连接的一级高压泵、CIP清洗装置和一级反渗透器，二级反渗透组件包括依次连接的二级高压泵、PH调节装置和二级反渗透器，三级反渗透组件包括依次连接的三级高压泵和三级反渗透器。
4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池用负极纯水制备系统，其特征在于，一级反渗透器与排污口连接，二级反渗透器、三级反渗透器分别与原水装置连接。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用负极纯水制备系统，其特征在于，原水装置包括依次连接的原水罐、原水泵和热换器，热换器与预处理装置连接。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用负极纯水制备系统，其特征在于，预处理装置包括依次连接的多介质过滤器、活性炭过滤器和保安过滤器，活性炭过滤器、保安过滤器之间连接有阻垢剂加药装置。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用负极纯水制备系统，其特征在于，终端供水装置至少包括第一终端供水组件、第二终端供水组件和第三终端供水组件，第一终端供水组件和第二终端供水组件相互连接。
8.根据权利要求7所述的一种锂离子电池用负极纯水制备系统，其特征在于，第一终端供水组件包括第一供水泵、抛光混床和终端过滤器，第一供水泵通过抛光混床与终端过滤器连接，第二终端供水组件包括第二供水泵，第二供水泵与终端过滤器连接，在终端过滤器的后端连接有外接管路装置，第三终端供水组件包括依次连接的第三供水泵和喷淋塔。
9.根据权利要求8所述的一种锂离子电池用负极纯水制备系统，其特征在于，EDI处理装置与抛光混床处理后纯水的电导率≤0.1us/cm。
10.根据权利要求1所述的一种锂离子电池用负极纯水制备系统，其特征在于，EDI处理器、氮封水罐与原水装置连接。
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| CN103626341A (zh) * | 2012-08-23 | 2014-03-12 | 刘付星 | 一种二级反渗透水处理系统 |
| CN104176866A (zh) * | 2014-08-28 | 2014-12-03 | 宁波泽沃水处理科技有限公司 | 多功能纯水处理装置 |
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