CN206250319U - 一种电池电解液调配装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电池生产设备技术领域,尤其涉及一种电池电解液调配装置,包括粉体输送装置、流体输送装置、调配釜和电解液输送管;电解液输送管连接有动力输送装置和散热装置,电解液输送管的两端分别与调配釜连接,调配釜、动力输送装置和散热装置通过电解液输送管连接并构成循环回路;粉体输送装置包括粉体储罐、第一电机、第一接触器和第一PLC模块,流体输送装置包括流体储罐、第二电机、第二接触器和第二PLC模块。本实用新型通过粉体输送装置和流体输送装置能自动进行设定浓度的电解液的配制,动力输送装置驱动锂盐与溶剂的混合物在电解液输送管循环流动并完成溶解,并通过散热装置进行散热降温,有效提高调配效率,并保证电解液质量。
Description
技术领域
本实用新型属于电池生产设备技术领域,尤其涉及一种电池电解液调配装置。
背景技术
目前锂离子电池电解液的制备工艺中,需要将六氟磷酸锂等锂盐以及其它的添加剂加入相应的溶剂中并使之充分溶解,混合均匀之后经过滤等步骤制得合格的电池电解液。
由于电解液对水分极为敏感,进入电解液的水分会对电解液的品质造成严重的影响,甚至导致电解液无法使用,因此,在混合溶解的过程中,必须保证混合溶解设备具有良好的密封性能,严禁空气的进入;另外由于六氟磷酸锂等锂盐在溶解的过程中会释放出大量的热量,这些热量能够使得电解液的温度上升,导致引发六氟磷酸锂等锂盐自身的分解,因此,在电池电解液的溶解调配过程中,必须快速的将热量散发出去,保证六氟磷酸锂等锂盐在溶解调配的过程中的温度的相对稳定。
其中,现有的电池电解液调配装置通常采用一个罐体进行电解液的调配,并在罐体的上方设置一个搅拌机用于搅拌添加入罐体内的原料促使其溶解,为了防止溶解过程中的温度升高,需要利用包覆于罐体表面的制冷夹套进对罐体进行降温,利用制冷夹套内流通的冷冻液将溶解过程中产生的热量带走,保证罐体内的电解液的温度保持在指定的范围内。
然而,现有的电池电解液调配装置存在以下缺陷:
第一、现有电解液原材料的调配通常采用人工进行配制,即采用人工计量的方式配制一定量的锂盐与有机溶剂然后加入罐体进行混合溶解,这种配制方式效率低,精准度差,不利于大量生产;而且这种配制方式对原材料的水分控制欠缺,比如一般有机溶剂的水分含量需<30ppm,当电解液水分超出该范围,就很容易导致六氟磷酸锂等锂盐的分解,从而影响制得的电解液的质量。
第二、现有电解液调配装置密封效果差,而且由于采用搅拌机进行搅拌溶解,增加了对罐体进行密封的难度,在搅拌溶解的过程中空气容易进入罐体液化成水分,因此同样会影响制得的电解液的质量。
第三、现有电解液调配装置采用在罐体外表面增设制冷夹套的降温方式,因此,制冷夹套的散热面积局限于罐体的表面积,导致换热面积有限,换热效率低下,溶解调配所需时间长,更为严重的是一旦由于散热不及时而导致罐体内的电解液的温度快速上升,将导致六氟磷酸锂等锂盐自身的分解,最终导致电解液的酸度偏高,严重影响电解液的品质,而且现有的电池电解液调配装置结构复杂,对搅拌部件等的动平衡的要求高,成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于:针对现有电解液调配装置密封效果不佳、散热效果差、除水能力不足的缺陷,而提供一种既具有良好的密封效果和散热效果,同时又具备优异的除水效果的电池电解液调配装置。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
一种电池电解液调配装置,包括粉体输送装置、流体输送装置、调配釜和电解液输送管;所述电解液输送管上连接有动力输送装置和散热装置,所述电解液输送管的两端分别与所述调配釜连接,所述调配釜、所述动力输送装置和所述散热装置通过所述电解液输送管连接并构成一循环回路;
所述粉体输送装置包括粉体储罐、第一电机、第一接触器和第一PLC模块,所述粉体储罐通过粉体输送管与所述调配釜连接,所述粉体输送管上设置有第一脱水分子筛和称重模块,所述第一PLC模块读取称重模块的累计重量数据并在读取数据达到设定值时通过第一接触器控制第一电机停止;
所述流体输送装置包括流体储罐、第二电机、第二接触器和第二PLC模块,所述流体储罐通过流体输送管与所述调配釜连接,所述流体输送管上设置有第二脱水分子筛和电磁流量计,所述第二PLC模块读取电磁流量计的累计流量数据并在读取数据达到设定值时通过第二接触器控制第二电机停止。
其中,PLC模块是指可编程逻辑控制器,它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
作为本实用新型电池电解液调配装置的一种改进,所述粉体输送管与所述调配釜之间设有第一电磁阀,所述第一PLC模块读取称重模块的累计重量数据并在读取数据达到设定值时控制第一电磁阀关闭;所述流体输送管与所述调配釜之间设有第二电磁阀,所述第二PLC模块读取电磁流量计的累计流量数据并在读取数据达到设定值时控制第二电磁阀关闭。
作为本实用新型电池电解液调配装置的一种改进,所述电解液调配装置还包括电解液存储罐,所述电解液存储罐通过电解液输出管与所述调配釜的输出端连接,所述电解液存储罐的数量设置为至少一个。
作为本实用新型电池电解液调配装置的一种改进,所述电解液输送管上设置有第一阀门,所述电解液输出管上设置有第二阀门和第三脱水分子筛,所述第三脱水分子筛设置于所述第二阀门和所述电解液存储罐之间。
作为本实用新型电池电解液调配装置的一种改进,所述调配釜的输出端设置于所述调配釜的底部,所述调配釜内部设置有过滤筛板。
作为本实用新型电池电解液调配装置的一种改进,所述过滤筛板的筛孔直径为0.1~5mm,相邻两个筛孔的边缘距离为0.5~2mm。
作为本实用新型电池电解液调配装置的一种改进,所述散热装置包括壳体以及设置于所述壳体内的内管道,所述内管道为波浪形,所述内管道的两端分别与电解液输送管连接,所述壳体内填充有冷冻液,所述冷冻液的温度为-15℃~15℃。其中,所述冷冻液为乙二醇-水混合液、甘油-水混合液、盐水、冰水中的任意一种或两种以上的混合液。
作为本实用新型电池电解液调配装置的一种改进,所述电解液调配装置还包括用于抽取真空的真空泵,所述真空泵通过真空输送管与所述调配釜连接,所述真空输送管上设置有真空度检测仪。
作为本实用新型电池电解液调配装置的一种改进,所述动力输送装置为磁力泵或者蠕动泵。
作为本实用新型电池电解液调配装置的一种改进,所述电解液输送管还连接有粘度监测仪、流速检测仪和压力检测表。
相比于现有技术,本实用新型的有益效果在于:
1)、本实用新型的电池电解液调配装置中粉体输送装置用于输送锂盐等粉体原料,流体输送装置用于输送溶解锂盐的有机溶剂,通过第一PLC模块和第二PLC模块设置所需电解液的浓度和体积,计算出配制所需的锂盐的重量和有机溶剂的体积,第一PLC模块实时读取称重模块的累计重量数据,当读取数据达到设定值时通过第一接触器控制第一电机停止,调配釜中停止注入锂盐;第二PLC模块实时读取电磁流量计的累计流量数据,当读取数据达到设定值时通过第二接触器控制第二电机停止,调配釜中停止注入有机溶剂,再通过电解液输送管的调配,即可制得所需浓度的电解液溶液。因此,本实用新型能够显著提高电解液配制效率,同时也提高了电解液配制精度;而且,第一脱水分子筛和第二脱水分子筛的设置能够有效控制原材料的含水量,从而提高制得的电解液的质量。
2)、本实用新型的电池电解液调配装置改变了传统的利用搅拌机进行搅拌溶解的方式,在调配釜上节省了搅拌机的设置,一方面避免了将搅拌机等活动部件设置于调配釜上带来的密封设计难题,提高了调配釜的密封性能,更有效的防止在溶解的过程中空气进入调配釜,有利于保证制得的电池电解液的质量;另一方面简化了罐体设计,避免了搅拌部件要求达到的动态平衡等设计难题,有利于减少设备成本;本实用新型利用动力输送装置驱动锂盐与溶剂的混合物在电解液输送管内循环流动并完成溶解操作,有利于通过对动力输送装置的功率进行调整进而调整溶解速率。
3)、本实用新型的电池电解液调配装置改变了传统的利用制冷夹套对溶解过程中的电解液进行散热降温的方式,采用在调配釜外部的电解液输送管上连接散热装置的降温方式,所述散热装置的换热面积可以扩展或调整,根据实际需要进行灵活的设置,从而解决了传统的制冷夹套的换热面积局限于调配釜的外壁面积的问题,本实用新型可以通过扩展散热装置的换热面积来加快制冷效率,缩短电池电解液的溶解调配时间,提高调配效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中:1-粉体输送装置;11-粉体储罐;12-第一PLC模块;13-第一电机;14-第一脱水分子筛;15-称重模块;16-第一电磁阀;2-流体输送装置;21-流体储罐;22-第二PLC模块;23-第二电机;24-第二脱水分子筛;25-电磁流量计;26-第二电磁阀;3-调配釜;31-过滤筛板;4-电解液输送管;41-第一阀门;42-压力检测表;43-粘度监测仪;44-流速检测仪;5-动力输送装置;6-散热装置;61-内管道;62-冷冻液;7-电解液存储罐;8-电解液输出管;81-第二阀门;82-第三脱水分子筛;9-真空泵;91-真空输送管;92-真空度检测仪;93-第三阀门。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和说明书附图,对本实用新型作进一步详细的描述,但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1所示,一种电池电解液调配装置,包括粉体输送装置1、流体输送装置2、调配釜3、电解液输送管4;电解液输送管4上连接有动力输送装置5和散热装置6,电解液输送管4的两端分别与调配釜3连接,调配釜3、动力输送装置5和散热装置6通过电解液输送管4连接并构成一循环回路。
其中,动力输送装置5为磁力泵或者蠕动泵;散热装置6包括壳体以及设置于壳体内的内管道61,内管道61为波浪形,内管道61的两端分别与电解液输送管4连接,壳体内填充有冷冻液62,冷冻液62的温度为-15℃~15℃。其中,冷冻液62为乙二醇-水混合液、甘油-水混合液、盐水、冰水中的任意一种或两种以上的混合液。
粉体输送装置1包括粉体储罐11、第一电机13、第一接触器和第一PLC模块12,粉体储罐11通过粉体输送管与调配釜3连接,粉体输送管上设置有第一脱水分子筛14和称重模块15,第一PLC模块12读取称重模块15的累计重量数据并在读取数据达到设定值时通过第一接触器控制第一电机13停止。
流体输送装置2包括流体储罐21、第二电机23、第二接触器和第二PLC模块22,流体储罐21通过流体输送管与调配釜3连接,流体输送管上设置有第二脱水分子筛24和电磁流量计25,第二PLC模块22读取电磁流量计25的累计流量数据并在读取数据达到设定值时通过第二接触器控制第二电机23停止。
其中,PLC模块是指可编程逻辑控制器,它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
该电解液调配装置还包括用于存储电解液的电解液存储罐7和用于抽取真空的真空泵9,真空泵9通过真空输送管91与调配釜3连接,真空输送管91上设置有真空度检测仪92和第三阀门93;电解液存储罐7通过电解液输出管8与调配釜3的输出端连接,电解液输送管4上设置有第一阀门41,电解液输出管8上设置有第二阀门81和第三脱水分子筛82,第三脱水分子筛82设置于第二阀门81和电解液存储罐7之间,电解液存储罐7的数量设置为至少一个。
在根据本实用新型的电池电解液调配装置的一实施例中,粉体输送管与调配釜3之间设有第一电磁阀16,第一PLC模块12读取称重模块15的累计重量数据并在读取数据达到设定值时控制第一电磁阀16关闭;流体输送管与调配釜3之间设有第二电磁阀26,第二PLC模块22读取电磁流量计25的累计流量数据并在读取数据达到设定值时控制第二电磁阀26关闭。
在根据本实用新型的电池电解液调配装置的一实施例中,调配釜3的输出端设置于调配釜3的底部,调配釜3内部设置有过滤筛板31;过滤筛板31的筛孔直径为0.1~5mm,相邻两个筛孔的边缘距离为0.5~2mm。
在根据本实用新型的电池电解液调配装置的一实施例中,电解液输送管4还连接有粘度监测仪43、流速检测仪44和压力检测表42。
本实用新型的具体工作过程为:首先,根据所需电解液的浓度和质量,计算出配制所需的锂盐的重量和有机溶剂的体积,将所需的锂盐的重量值和有机溶剂的体积值分别输入第一PLC模块12和第二PLC模块22中作为数据设定值;
然后连通主供电电源,第一电机13和第二电机23启动,经过第一脱水分子筛14脱水后,第一电机13将锂盐注入调配釜3中,当第一PLC模块12读取的称重模块15的累计重量数据达到数据设定值时,第一PLC模块12控制接触器断开从而控制第一电机13停止工作,同时第一PLC模块12控制电磁阀关闭,调配釜3中停止注入锂盐;同样的,经过第二脱水分子筛24脱水后,第二PLC模块22实时读取电磁流量计25的累计流量数据,当读取数据达到设定值时通过第二接触器控制第二电机23停止,调配釜3中停止注入有机溶剂;
接着启动动力输送装置5,在动力输送装置5的驱动下使得调配釜3内的混合物料在电解液输送管4内循环流动,并在循环流动的过程中溶解混合成电池电解液,电池电解液在循环流动的过程中经过散热装置6,通过散热装置6对电池电解液进行换热制冷降温,保证电池电解液的温度在溶解过程中保持在指定的范围内,防止因温度过高而引起的六氟磷酸锂等锂盐自身分解的现象,经过散热装置6进行换热制冷降温后的电解液通过电解液输送管4回流至调配釜3,完成一个循环过程,经过若干个循环过程之后,调配釜3内的锂盐完全溶解即可制得合格的电解液;最后将调配好的电解液通过电解液输出管8输出到电解液存储罐7中,即完成电池电解液的调配。
根据上述说明书的揭示和教导,本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此,本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种电池电解液调配装置,其特征在于:包括粉体输送装置、流体输送装置、调配釜和电解液输送管;所述电解液输送管上连接有动力输送装置和散热装置,所述电解液输送管的两端分别与所述调配釜连接,所述调配釜、所述动力输送装置和所述散热装置通过所述电解液输送管连接并构成一循环回路;
所述粉体输送装置包括粉体储罐、第一电机、第一接触器和第一PLC模块,所述粉体储罐通过粉体输送管与所述调配釜连接,所述粉体输送管上设置有第一脱水分子筛和称重模块,所述第一PLC模块读取称重模块的累计重量数据并在读取数据达到设定值时通过第一接触器控制第一电机停止;
所述流体输送装置包括流体储罐、第二电机、第二接触器和第二PLC模块,所述流体储罐通过流体输送管与所述调配釜连接,所述流体输送管上设置有第二脱水分子筛和电磁流量计,所述第二PLC模块读取电磁流量计的累计流量数据并在读取数据达到设定值时通过第二接触器控制第二电机停止。
2.根据权利要求1所述的电池电解液调配装置,其特征在于:所述粉体输送管与所述调配釜之间设有第一电磁阀,所述第一PLC模块读取称重模块的累计重量数据并在读取数据达到设定值时控制第一电磁阀关闭;所述流体输送管与所述调配釜之间设有第二电磁阀,所述第二PLC模块读取电磁流量计的累计流量数据并在读取数据达到设定值时控制第二电磁阀关闭。
3.根据权利要求1所述的电池电解液调配装置,其特征在于:所述电解液调配装置还包括电解液存储罐,所述电解液存储罐通过电解液输出管与所述调配釜的输出端连接,所述电解液存储罐的数量设置为至少一个。
4.根据权利要求3所述的电池电解液调配装置,其特征在于:所述电解液输送管上设置有第一阀门,所述电解液输出管上设置有第二阀门和第三脱水分子筛,所述第三脱水分子筛设置于所述第二阀门和所述电解液存储罐之间。
5.根据权利要求3所述的电池电解液调配装置,其特征在于:所述调配釜的输出端设置于所述调配釜的底部,所述调配釜内部设置有过滤筛板。
6.根据权利要求5所述的电池电解液调配装置,其特征在于:所述过滤筛板的筛孔直径为0.1~5mm,相邻两个筛孔的边缘距离为0.5~2mm。
7.根据权利要求1所述的电池电解液调配装置,其特征在于:所述散热装置包括壳体以及设置于所述壳体内的内管道,所述内管道为波浪形,所述内管道的两端分别与电解液输送管连接,所述壳体内填充有冷冻液,所述冷冻液的温度为-15℃~15℃。
8.根据权利要求1所述的电池电解液调配装置,其特征在于:所述电解液调配装置还包括用于抽取真空的真空泵,所述真空泵通过真空输送管与所述调配釜连接,所述真空输送管上设置有真空度检测仪。
9.根据权利要求1所述的电池电解液调配装置,其特征在于:所述动力输送装置为磁力泵或者蠕动泵。
10.根据权利要求1所述的电池电解液调配装置,其特征在于:所述电解液输送管还连接有粘度监测仪、流速检测仪和压力检测表。
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