CN115228695A - 一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，包括第一凝固槽、第二凝固槽、第一水洗槽、第二水洗槽和第三水洗槽，所述第一凝固槽、第二凝固槽和三个水洗槽依次相互级联，且相邻两槽之间设置有溢流挡板，所述第一凝固槽配置两个中转罐，分别为中转罐A和中转罐B，所述第二凝固槽配置两个中转罐，分别为中转罐C和中转罐D，所述第一水洗槽内设置有高液位传感器和低液位传感器，第三水洗槽通过管道连接纯水补充系统。本发明构建了中转罐自循环系统、槽体溢流循环系统，以此达到浓度调控连续运行的操作；同时本发明具备液体浓度均一性的控制能力，减小因液体浓度变化造成涂布膜膜面性能变差的风险。

Description

一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调 节系统

技术领域

本发明属于锂电池隔膜生产制造领域，具体是一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统。

背景技术

高性能锂电池油系涂布隔膜主要用于动力电池、3C产品电池和储能电池。油系涂布隔膜与现有的水系涂布隔膜相比，油系涂布隔膜的工艺核心是膜面涂布后进入凝固槽进行膜面涂层的凝固，然后再进入水洗槽洗去膜面多余的凝固液，随之进入烘干烘箱对膜面的水分进行烘干，其具有透气性能好、穿刺强度、安全性、孔隙率及耐高温等优点。而隔膜性能对电池容量、循环能力及安全性有直接影响，性能优良的隔膜可改善电池的电池容量、充放电及循环能力和安全性能，因此性能优良的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。在产品力方面，油系涂布隔膜的优势远高于水系涂布隔膜。

目前在生产油系涂布隔膜过程中，凝固、水洗是其非常关键的一步，申请人先前申请了一种凝固、水洗溶液浓度快速调节装置，申请号为2021108481086；在该装置中：1#凝固槽装有A浓度的溶剂，2#凝固槽装有B浓度的溶剂(A＞B)；1#、2#、3#水洗槽分别装有纯水，且溢流路径为3#水洗槽纯水溢流至2#水洗槽；2#水洗槽纯水溢流至1#水洗槽；1#水洗槽纯水溢流至1#凝固槽；涂布后的隔膜随即先后进入1#凝固槽、2#凝固槽及水洗槽。凝固槽内液体的浓度需维持在一定的范围，若超出范围，会对涂布隔膜的性能产生很大的影响，当涂布后的隔膜进入1#凝固槽后，由于涂布膜面带有溶剂，会导致1#凝固槽溶剂浓度的增加；1#凝固槽的溶剂浓度大于2#凝固槽，隔膜会把1#凝固槽的溶剂带入2#凝固槽，会导致2#凝固槽溶剂浓度的增加；当两个凝固槽溶剂浓度增加后，通过排出一定体积的溶液，再补充一定体积的纯水，以此来达到调节目的。但是这种逐级溢流虽然能一定程度降低1#、2#凝固槽溶剂的浓度，但降低的过程需要一定的时间，且会浪费一定量的溶剂。且通过实践我们也发现，这种方式已经满足不了当前的快速生产要求，因此，迫切需要一种能更快速实现凝固槽溶液浓度调节的系统，这也具有重要的实际生产意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，已实现更快速调节来满足企业实际生产要求。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，包括第一凝固槽和水洗槽，所述第一凝固槽配置两个中转罐，分别为中转罐A和中转罐B，所述中转罐A和中转罐B通过连接管道A与第一凝固槽相连通，所述连接管道A上设置有浓度检测仪A、循环泵A以及气动阀A和气动阀B，所述浓度检测仪A、循环泵A设置在连接管道A的总管路上，所述气动阀A和气动阀B分别设置在连接中转罐A和中转罐B的两个支管路上，所述第一凝固槽的上端还连接有回流管道A，所述回流管道A的出口分为两条支路分别延伸至中转罐A和中转罐B的罐口上方，且该两条支路上分别设置有气动阀C和气动阀D。

进一步的，所述中转罐A和中转罐B同时通过补水管道与水洗槽相连接，所述补水管道上设置有补水泵，并且补水管道与中转罐A和中转罐B相连通的两个支管上分别设置有气动阀E和气动阀F。

进一步的，所述中转罐A和中转罐B上分别设置有排水管道，所述排水管道连接至室外的高浓度废液收集罐，所述排水管道的总管上设有排水泵，排水管道与中转罐A和中转罐B相连接的支管上分别设有排水气动阀。

进一步的，所述调节系统还包括第二凝固槽，所述第二凝固槽配置两个中转罐，分别为中转罐C和中转罐D，所述中转罐C和中转罐D通过连接管道B与第二凝固槽相连通，所述连接管道B上设置有浓度检测仪B、循环泵B以及气动阀G和气动阀H，所述浓度检测仪B、循环泵B设置在连接管道B的总管路上，所述气动阀G和气动阀H分别设置在连接中转罐C和中转罐D的两个支管路上，所述第二凝固槽的上端还连接有回流管道B，所述回流管道B的出口分为两条支路分别延伸至中转罐C和中转罐D的罐口上方，且该两条支路上分别设置有气动阀I和气动阀J。

更进一步的，所述中转罐C和中转罐D同时通过补水管道与水洗槽相连接，所述补水管道上设置有补水泵，并且补水管道与中转罐C和中转罐D相连通的两个支管上分别设置有气动阀K和气动阀L。

更进一步的，所述中转罐C和中转罐D通过排液管道连接凝固槽废液收集罐，所述排液管道的总管上设置有排液泵，排液管道与中转罐C和中转罐D相连接的支管上分别设有排液气动阀，所述凝固槽废液收集罐同时通过补液管道连接中转罐A和中转罐B，所述补液管道的总管上设置有补液泵，补液管道与中转罐A和中转罐B相连接的支管上分别设有补液气动阀。

进一步的，所述中转罐A、中转罐B，中转罐C、中转罐D上均设置有溶剂浓度检测仪。

进一步的，所述第一凝固槽和第二凝固槽的底部分别设置有喷淋管道，喷淋管道分别与连接管道A和连接管道B连通。

进一步的，所述第一凝固槽、第二凝固槽和水洗槽依次相互级联，且相邻两槽之间设置有溢流挡板。

进一步的，所述水洗槽包括第一水洗槽、第二水洗槽和第三水洗槽，所述第一水洗槽内设置有高液位传感器和低液位传感器，所述第三水洗槽通过管道连接纯水补充系统。

本发明的有益效果是：本发明较之前的浓度调节装置增加了多个中转罐和凝固槽废液收集罐，构建了中转罐自循环系统、槽体溢流循环系统，运行时前置的中转罐先参与循环调控槽内浓度，备用的中转罐提前配好需要的溶液浓度，当前置的中转罐浓度超标时，阀门切换至备用的中转罐进行参与循环调控槽内浓度，前置的中转罐停止参与循环调控槽内浓度，以此达到浓度调控连续运行的操作。各个中转罐均分别安装了自循环系统，保证可及时排出高浓度液体，以及及时补充纯水，实现槽内溶液各处浓度均一性，避免槽体内溶液浓度波动较大的风险。槽体溢流循环系统采用液体高位往低位溢流的方式，其一可减少泵连接的管道长度，有效提升泵的运行能力，其二溢流口若增加过滤网，可提前过滤一部分溶液中掉落的杂质，避免管道堵塞及减轻循环系统的过滤压力。

综上可得，本发明具备液体浓度均一性的控制能力，减小因液体浓度变化造成涂布膜膜面性能变差的风险，本发明整体设计结构新颖，适用于生产油系涂布隔膜时凝、水洗系统溶液浓度快速调节。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2和图3是本发明中转罐和废液收集罐部分示意图；

图3是本发明凝固槽、中转罐和废液收集罐部分示意图；

图4是本发明的俯视结构图。

图中标记为：1:第一凝固槽；2：第二凝固槽；3:第一水洗槽；4：低液位传感器；5：高液位传感器；6:第二水洗槽；7:第三水洗槽；8：补水气动阀；9：循环气动阀；10：补水泵；11：浓度检测仪B；12:气动阀J；13：循环泵B；14：气动阀H；15：气动阀G；16：气动阀I；17：排水泵A；18：气动阀D；19：气动阀B；20：气动阀E；21：补液气动阀A；22：排水气动阀A；23：排水泵B；24：气动阀A；25：气动阀C；26：循环泵A；27：浓度检测仪A；28：喷淋管道；29：气动阀L；30:气动阀K；31：排液气动阀B；32：排液气动阀A；33：循环泵D；34：补液泵；35：气动阀F；36：补液气动阀B；37：排水气动阀B；38：中转罐A循环管；39:循环泵C；40：补水管道；41：中转罐D；42：中转罐C；43:凝固槽废液收集罐；44：排液泵；45：中转罐B；46：中转罐A。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，包括第一凝固槽1、第二凝固槽2、第一水洗槽4、第二水洗槽6和第三水洗槽7，所述第一凝固槽1、第二凝固槽2和三个水洗槽依次相互级联，且相邻两槽之间设置有溢流挡板，第一凝固槽1配置两个中转罐，分别为中转罐A46和中转罐B45，第二凝固槽2配置两个中转罐，分别为中转罐C42和中转罐D41，第一水洗槽5内设置有高液位传感器5和低液位传感器4，第三水洗槽7通过管道连接纯水补充系统。

本实施例中，所述中转罐A46和中转罐B45通过连接管道A与第一凝固槽1相连通，所述连接管道A上设置有浓度检测仪A27、循环泵A26以及气动阀A24和气动阀B19，所述浓度检测仪A27、循环泵A26设置在连接管道A的总管路上，所述气动阀A24和气动阀B19分别设置在连接中转罐A46和中转罐B45的两个支管路上，所述第一凝固槽1的上端还连接有回流管道A，所述回流管道A的出口分为两条支路分别延伸至中转罐A46和中转罐B45的罐口上方，且该两条支路上分别设置有气动阀C25和气动阀D18。

所述中转罐A46和中转罐B45同时通过补水管道与第一水洗槽3相连接，所述补水管道上设置有补水泵10，并且补水管道与中转罐A46和中转罐B45相连通的两个支管上分别设置有气动阀E20和气动阀F35。

所述中转罐A46和中转罐B45上分别设置有排水管道，所述排水管道连接至室外的高浓度废液收集罐，所述排水管道的总管上设有排水泵B23，排水管道与中转罐A和中转罐B相连接的支管上分别设有排水气动阀A22和排水气动阀B37。

本实施例中，所述中转罐C42和中转罐D41通过连接管道B与第二凝固槽2相连通，所述连接管道B上设置有浓度检测仪B11、循环泵B13以及气动阀G15和气动阀H14，所述浓度检测仪B11、循环泵B13设置在连接管道B的总管路上，所述气动阀G15和气动阀H14分别设置在连接中转罐C42和中转罐D41的两个支管路上，所述第二凝固槽2的上端还连接有回流管道B，所述回流管道B的出口分为两条支路分别延伸至中转罐C42和中转罐D41的罐口上方，且该两条支路上分别设置有气动阀I16和气动阀J12。

所述中转罐C42和中转罐D41同时通过补水管道与第一水洗槽3相连接，所述补水管道上设置有补水泵B23，并且补水管道与中转罐C42和中转罐D41相连通的两个支管上分别设置有气动阀K30和气动阀L29。

所述中转罐C42和中转罐D41通过排液管道连接凝固槽废液收集罐43，所述排液管道的总管上设置有排液泵44，排液管道与中转罐C和中转罐D相连接的支管上分别设有排液气动阀A32和排液气动阀B31，所述凝固槽废液收集罐43同时通过补液管道连接中转罐A46和中转罐B45，所述补液管道的总管上设置有补液泵34，补液管道与中转罐A46和中转罐B45相连接的支管上分别设有补液气动阀A21和补液气动阀B36。

上述的中转罐A46、中转罐B45，中转罐C42、中转罐D41上均设置有溶剂浓度检测仪。并且第一凝固槽1和第二凝固槽2的底部分别设置有喷淋管道28，喷淋管道28分别与连接管道A和连接管道B连通。

本发明的工作原理：

设备正常生产中，当涂布后的隔膜进入第一凝固槽1后，由于涂布膜面带有溶剂，会导致第一凝固槽1溶剂浓度的增加；第一凝固槽1的溶剂浓度大于第二凝固槽2，隔膜会把第一凝固槽1的溶剂带入第二凝固槽2，会导致第二凝固槽2溶剂浓度的增加。

第一凝固槽1通过浓度检测仪A27、循环泵A26、气动阀B19、气动阀A24与中转罐A46、中转罐B 45联接，其中中转罐A 46与第一凝固槽1通过打开气动阀A24联通循环溶剂，另一个中转罐B 45连接的气动阀B19关闭，中转罐B 45的溶剂浓度根据工艺要求提前配比到位，此时中转罐B 45与第一凝固槽1不联通，当第一凝固槽1溶剂浓度超标时，此时循环泵A26先暂时停止运行，随即进行切换气动阀门A24和气动阀门B19，关闭气动阀门A24，开启气动阀门B19，对应气动阀关闭、开启切换完成后，循环泵A26开启运行，中转罐B45与第一凝固槽1联通进行溶剂循环；中转罐A 46内高浓度的溶剂通过打开排水气动阀A22，启动排水泵B23排出一定体积、高浓度的溶剂至室外的高浓度废液收集罐，排液完成后气动阀E20开启，补水泵10开启补充一定体积的纯水至中转罐A 46或补液气动阀A21打开、补液泵34开启进行补低浓度的溶液至中转罐A 46；其中纯水来自第一水洗槽3，低浓度的溶液来自凝固槽废液收集罐43；通过以上操作，中转罐A 46的溶剂浓度配比达到工艺要求的数值即可，中转罐A 46、中转罐B 45与第一凝固槽1溶液联通以此切换循环，同时第一凝固槽1的溶液通过回流管道回流至中转罐A 46或中转罐B 45，对应的气动阀C25、气动阀D18与以上中转罐A 46、中转罐B 45连接的气动阀A24、气动阀B19切换同步进行，达到第一凝固槽1溶液浓度快速调节的目的。

第二凝固槽2通过浓度检测仪B11、循环泵B13、气动阀H14、气动阀G15与中转罐C42、中转罐D 41联接，其中中转罐C 42与第二凝固槽2通过打开气动阀G15联通循环溶剂，另一个中转罐D 41连接的气动阀H14关闭，中转罐D 41的溶剂浓度根据工艺要求提前配比到位，此时中转罐D 41与第二凝固槽2不联通，当第二凝固槽2溶剂浓度超标时，此时循环泵B13先暂时停止运行，随即进行切换气动阀门H14和气动阀门G15，关闭气动阀门G15，开启气动阀门H14，对应气动阀关闭、开启切换完成后，循环泵B13开启运行，中转罐D 41与第二凝固槽2联通进行溶剂循环；中转罐C 42内的溶剂通过打开排水气动阀A32，启动排液泵44排出一定体积的溶液至溶液收集罐43，排液完成后气动阀K30开启，补水泵10开启补充一定体积的纯水至中转罐C 42，其中纯水来自第一水洗槽3，通过以上操作中转罐C42的溶剂浓度配比达到工艺要求的数值即可；中转罐C 42、中转罐D 41与第二凝固槽2溶液联通以此切换循环，同时第二凝固槽2的溶液通过回流管道回流至中转罐C 42或中转罐D 41，对应的气动阀J12、气动阀I16与以上中转罐C42、中转罐D42连接的气动阀G15、气动阀H14切换同步进行，达到第二凝固槽2溶液浓度快速调节的目的。

此外，当第一水洗槽3到达低液位传感器4时，第三水洗槽7连接外工程的纯水管道补水气动阀门8会打开，通过逐级溢流的方式给第一水洗槽3补水，当第一水洗槽3到达高液位传感器5时，关闭第三水洗槽7连接外工程的纯水管道补水气动阀门8。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，包括第一凝固槽和水洗槽，其特征在于，所述第一凝固槽配置两个中转罐，分别为中转罐A和中转罐B，所述中转罐A和中转罐B通过连接管道A与第一凝固槽相连通，所述连接管道A上设置有浓度检测仪A、循环泵A以及气动阀A和气动阀B，所述浓度检测仪A、循环泵A设置在连接管道A的总管路上，所述气动阀A和气动阀B分别设置在连接中转罐A和中转罐B的两个支管路上，所述第一凝固槽的上端还连接有回流管道A，所述回流管道A的出口分为两条支路分别延伸至中转罐A和中转罐B的罐口上方，且该两条支路上分别设置有气动阀C和气动阀D。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，其特征在于，所述中转罐A和中转罐B同时通过补水管道与水洗槽相连接，所述补水管道上设置有补水泵，并且补水管道与中转罐A和中转罐B相连通的两个支管上分别设置有气动阀E和气动阀F。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，其特征在于，所述中转罐A和中转罐B上分别设置有排水管道，所述排水管道连接至室外的高浓度废液收集罐，所述排水管道的总管上设有排水泵，排水管道与中转罐A和中转罐B相连接的支管上分别设有排水气动阀。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，其特征在于，所述调节系统还包括第二凝固槽，所述第二凝固槽配置两个中转罐，分别为中转罐C和中转罐D，所述中转罐C和中转罐D通过连接管道B与第二凝固槽相连通，所述连接管道B上设置有浓度检测仪B、循环泵B以及气动阀G和气动阀H，所述浓度检测仪B、循环泵B设置在连接管道B的总管路上，所述气动阀G和气动阀H分别设置在连接中转罐C和中转罐D的两个支管路上，所述第二凝固槽的上端还连接有回流管道B，所述回流管道B的出口分为两条支路分别延伸至中转罐C和中转罐D的罐口上方，且该两条支路上分别设置有气动阀I和气动阀J。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，其特征在于，所述中转罐C和中转罐D同时通过补水管道与水洗槽相连接，所述补水管道上设置有补水泵，并且补水管道与中转罐C和中转罐D相连通的两个支管上分别设置有气动阀K和气动阀L。

6.根据权利要求4所述的一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，其特征在于，所述中转罐C和中转罐D通过排液管道连接凝固槽废液收集罐，所述排液管道的总管上设置有排液泵，排液管道与中转罐C和中转罐D相连接的支管上分别设有排液气动阀，所述凝固槽废液收集罐同时通过补液管道连接中转罐A和中转罐B，所述补液管道的总管上设置有补液泵，补液管道与中转罐A和中转罐B相连接的支管上分别设有补液气动阀。

7.根据权利要求4所述的一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，其特征在于，所述中转罐A、中转罐B，中转罐C、中转罐D上均设置有溶剂浓度检测仪。

8.根据权利要求4所述的一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，其特征在于，所述第一凝固槽和第二凝固槽的底部分别设置有喷淋管道，喷淋管道分别与连接管道A和连接管道B连通。

9.根据权利要求4所述的一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，其特征在于，所述第一凝固槽、第二凝固槽和水洗槽依次相互级联，且相邻两槽之间设置有溢流挡板。

10.根据权利要求1所述的一种锂电池油系涂布隔膜设备的凝固、水洗溶液浓度快速调节系统，其特征在于，所述水洗槽包括第一水洗槽、第二水洗槽和第三水洗槽，所述第一水洗槽内设置有高液位传感器和低液位传感器，所述第三水洗槽通过管道连接纯水补充系统。

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