CN206566596U - 一种电解液过滤装置 - Google Patents

Abstract

为克服现有技术中过滤电解液的装置易堵塞、效率低的问题，本实用新型提供了一种电解液过滤装置，包括袋式过滤器和滤芯过滤器；袋式过滤器进料口用于连通至配制釜出料口，袋式过滤器出料口连通至滤芯过滤器进料口，滤芯过滤器出料口连通至分装口。本实用新型提供的电解液过滤装置不易堵塞，并且可以大大提高电解液的过滤流量，提高生产效率，同时其结构简单、成本低廉，过滤效果好。

Description

一种电解液过滤装置

技术领域

本实用新型涉及电解液生产技术领域，特别是涉及一种电解液过滤装置。

背景技术

锂离子电池是20世纪90年代出现的绿色高能环保电池，具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、可快速充放电、无环境污染等突出优势，是摄像机、移动电话、笔记本电脑、便携式测量仪等电子装置小型轻量化的理想电源，也是未来电动汽车用理想的轻型高能动力源。

锂电池电解液是锂离子电池的重要组成部分，在电池正负极之间起着输送和传导电流的作用，是连接正负极材料的桥梁。不仅如此，电解液的选择在很大程度上影响着电池的安全性、循环性能、倍率充放电性能、储存性能等。电解液是锂电池的关键材料之一。

目前商品化的锂电池应用的电解液，基本上都以LiPF₆为主要电解质，碳酸酯类为主要溶剂，此外还加入少量的添加剂以提升其性能。由于LiPF₆热稳定性差，对温度较为敏感，在过热的情况下，会分解生成不溶的LiF。另外LiPF₆的合成采用LiF作为原料，未完全转化的LiF可能随LIPF₆残留在产品中。LiF会增大电极界面电阻，影响电池的循环性能。此外，添加剂中本身含有的少量不溶物、机械杂质等均会对电池的性能造成影响，特别是金属碎屑进入电池中可能导致隔膜被刺穿而产生电池内短路，存在严重的安全隐患。因此锂电池电解液在生产过程中，对不溶物、杂质的管控至关重要，其中必须的一步即为过滤工序。

现有的电解液过滤过程，通常采用滤芯过滤器进行过滤。滤芯过滤器内置不锈钢滤芯或PP等塑料材质滤芯，滤芯过滤精度可以根据不同电解液的品质要求进行选择，一般常用的过滤精度值(即过滤孔径大小)从0.22μm到5μm不等。因电解液中的不溶物含有LiF、铁锈、机械杂质等，颗粒粒径大小不均，采用滤芯过滤器进行过滤时，为了保证对细颗粒的过滤效果，通常选择较低孔径的滤芯式过滤器，如0.5～1μm的PP滤芯。但滤芯过滤器容纳空间有限，在不溶物积累时容易淤积堵塞，导致电解液过滤流量减小，从而影响生产效率；另外，不锈钢滤芯过滤器堵塞后，清洗比较困难，耗时耗力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中过滤电解液的装置易堵塞、效率低的问题，提供一种电解液过滤装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种电解液过滤装置，包括袋式过滤器和滤芯过滤器；袋式过滤器进料口用于连通至配制釜出料口，袋式过滤器出料口连通至滤芯过滤器进料口，滤芯过滤器出料口连通至分装口。

本实用新型中，袋式过滤器中的滤袋的滤布是不同于普通滤材的，滤布包括致密纤维层、绝对截留层。致密纤维层有丰富的缝隙、弯曲通道，比表面积大，对大颗粒等具有负载功能，杂质一旦进入弯曲通道内部，就很难脱附出来；绝对截留层由致密纤维进行了加密处置，对超细颗粒有绝对截留功能。因此，滤袋对电解液中的不溶物、机械杂质有很好的过滤功能。

本实用新型提供的电解液过滤装置采用二级串联过滤的方式，电解液先经过袋式过滤器进行初步的过滤，以除去数量较多的粗颗粒不溶物、机械杂质，再经过滤芯过滤器进行精细过滤，以除去粒径较小的细颗粒不溶物，使得大多数不溶物、大颗粒杂质被容量极大的袋式过滤器截留，少部分细颗粒的不溶物进入下一级，被孔径更小的滤芯过滤器截留。既发挥了袋式过滤器流量大，容纳滤渣能力强的优点，又保留了滤芯过滤器精细过滤的能力，同时避开了滤芯过滤器滤渣容纳量小的缺点，解决了滤芯过滤器易堵、流量变小的问题，提高了过滤效率，又降低了滤芯的更换、清洗频率，大大节省了人力，具有提高效率、降低成本的双重效果，实用性强。

优选情况下，所述袋式过滤器的滤袋过滤精度值为0.45～5μm；所述滤芯过滤器的过滤精度值为0.22～1μm。

更进一步的，所述袋式过滤器的滤袋过滤精度值为2～5μm；所述滤芯过滤器的过滤精度值为0.45～1μm。

作为另一种实施方式，所述袋式过滤器为单袋过滤器或多袋过滤器。

所述袋式过滤器中具有多个滤袋时，所述多个滤袋依次套装；或者所述多个滤袋并行设置。

多个滤袋并行设置可增加过滤面积，提高过滤效果。

多个滤袋依次套装时，位于内层的滤袋的过滤精度值大于位于外层的滤袋的过滤精度值，即过滤精度值由内而外依次降低，截留滤渣的粒径从内到外由粗而细,从而起到分级过滤的效果。

电解液依次经过上述多个滤袋层层过滤后可进一步优化过滤效果。

滤袋也可以与其他介质合并使用，进一步加强过滤效果，例如活性炭纤维布、强磁空心球、颗粒状的活性炭等。

作为另一种实施方式，所述袋式过滤器的滤袋内部衬有活性炭纤维布。活性炭纤维布不仅可以有效的吸附电解液中的有机物、杂质、除氯，还有净化脱色的功效。

作为另一种实施方式，所述袋式过滤器的滤袋内部填充有颗粒状的活性炭或强磁空心球。

强磁空心球可以吸附电解液中的多数金属碎屑，如铁屑、铁丝、铬不锈钢碎屑等，而活性炭颗粒能够起到吸附杂质、脱色等功能。

作为另一种实施方式，所述滤芯过滤器的滤芯为不锈钢滤芯、钛棒、聚丙烯滤芯或聚四氟乙烯滤芯中的一种。

优选情况下，所述滤芯过滤器中具有多个滤芯。

可以理解，本实用新型提供的电解液过滤装置是针对锂离子电池电解液设计而改进，但其并不仅限用于锂离子电池电解液，例如电容器用电解液同样适用，甚至其它需要过滤的生产工艺也可以采用本实用新型提供的过滤装置。

与现有技术相比，本实用新型提供的过滤装置具有如下有益效果：

(1)本实用新型提供的电解液过滤装置改进了传统的单独采用滤芯过滤器过滤的方式，采用二级串联过滤的方式在特定过滤精度的滤芯过滤器之前增加了特定过滤精度的袋式过滤器。一方面经袋式过滤器初过滤后，可以有效的拦截电解液中的LiF、不溶物、机械杂质等，从而大大降低滤芯过滤器中滤芯的堵塞频率；另一方面袋式过滤器初过滤后，可以大大提高电解液的过滤流量，提高生产效率。

(2)本实用新型提供的电解液过滤装置结构简单、成本低廉，过滤效果好，节省劳动力，适用于各种类型的液态的溶液，如锂离子电池电解液、电容器电解液等，具有很好的实用性。

附图说明

图1是本实用新型优选实施方式提供的电解液过滤装置的结构示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

10、配制釜；11、配制釜出料口；

20、袋式过滤器；21、袋式过滤器进料口；22、袋式过滤器出料口；23、滤袋；

30、滤芯过滤器；31、滤芯过滤器进料口；32、滤芯过滤器出料口；33、滤芯；

40、输送管道；

50、分装口。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1示出了本实用新型提供的电解液过滤装置的结构。

该电解液过滤装置包括袋式过滤器20和滤芯过滤器30。

具体的，众所周知，袋式过滤器20是一种压力式过滤装置，主要有过滤筒体、过滤筒盖和快开机构、不锈钢滤袋23加强网等主要部件组成，滤液由位于袋式过滤器20外壳的袋式过滤器进料口21流入滤袋23，滤袋23设置于加强网篮内，液体渗透过所需要细度等级的滤袋23即可获得合格的滤液，杂质颗粒被滤袋23拦截。袋式过滤器20更换滤袋23十分方便，过滤基本无物料消耗。袋式过滤器20通常分为单袋式过滤器20、多袋式过滤器20和夹层型过滤器。

本实施方式中，袋式过滤器20为多袋过滤器，具有袋式过滤器进料口21和袋式过滤器出料口22。袋式过滤器20内部具有滤袋23。本实施方式中，袋式过滤器20内部装填有多只过滤精度值为1μm的滤袋23。位于外层的滤袋23内部设置有另一滤袋23，可以理解的，位于内层的滤袋23尺寸稍小。并且每个滤袋23内部均内衬有活性炭纤维布。

滤芯过滤器30为现有技术中常用的一种过滤器，待过滤液体由滤芯过滤器进料口31压入，经滤芯33自外向里透过滤层而被过滤成清澄液体，然后经滤芯过滤器出料口31排出。杂质被截留在滤芯33的深层及表面，从而液体被达到过滤的目的。滤芯过滤器30的滤芯33通常包括不锈钢滤芯、钛棒、聚丙烯滤芯等。

本实施方式中，滤芯过滤器30具有滤芯过滤器进料口31和滤芯过滤器出料口31，其内部装填有十二根过滤精度值为0.45μm的聚丙烯滤芯。

如图1所示，袋式过滤器进料口21通过输送管道40连通至配制釜10的配制釜出料口11，配制釜10内的电解液可经配制釜出料口11和输送管道40，从袋式过滤器进料口21进入袋式过滤器20，经滤袋23进行过滤。

袋式过滤器出料口22通过输送管道40连通至滤芯过滤器进料口31，使电解液可从袋式过滤器出料口22经输送管道40和滤芯过滤器进料口31进入滤芯过滤器30。

滤芯过滤器出料口31通过输送管道40连通至分装口50，使电解液可从滤芯过滤器出料口31经输送管道40进入分装口50留出。

下面对上述优选实施方式提供的电解液过滤装置的工作过程进行说明。

首先将锂盐以及相应的溶剂、添加剂加入配制釜10，打开配制釜10底部的配制釜出料口11的阀门，使得电解液通过输送管道40经袋式过滤器进料口21输送至袋式过滤器20进行初过滤，从袋式过滤器出料口22排出的电解液再经过输送管道40和滤芯过滤器进料口31输送至滤芯过滤器30进行二次过滤。经二级过滤后的电解液经取样检测合格后，通过滤芯过滤器出料口31和输送管道40输送至分装口50进行分装。

本实用新型的电解液过滤装置改进了传统的只采用滤芯过滤器30过滤的方式，采用二级串联过滤的方式在滤芯过滤器30之前增加了一台袋式过滤器20。配制釜10内的电解液经袋式过滤器20初过滤后，可以有效的拦截电解液中的LiF、不溶物、机械杂质等，从而大大降低滤芯过滤器30中滤芯33的堵塞频率；另一方面袋式过滤器20过滤容量大，可以大大提高电解液的过滤速率，提高生产效率；除此之外，增加袋式过滤器20后，可以降低滤芯过滤器30的拆装频率，能够节省劳力，而且滤袋23成本比较低廉，在一定程度上能够有效的降低电解液的生产成本。

本实用新型，经过试验，增加袋式过滤器20后，滤芯过滤器30的滤芯33的过滤能力由原先的20～40t/次提高至50～200t/次，显著减少了滤芯33更换或清洗的频次，节约了大量人力成本和滤芯33更换成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电解液过滤装置，其特征在于，包括袋式过滤器(20)和滤芯过滤器(30)；袋式过滤器进料口(21)用于连通至配制釜出料口(11)，袋式过滤器出料口(22)连通至滤芯过滤器进料口(31)，滤芯过滤器出料口(32)连通至分装口(50)。

2.根据权利要求1所述的电解液过滤装置，其特征在于，所述袋式过滤器(20)的滤袋(23)过滤精度值为0.45～5μm；所述滤芯过滤器(30)的滤芯(33)过滤精度值为0.22～1μm。

3.根据权利要求1所述的电解液过滤装置，其特征在于，所述袋式过滤器(20)的滤袋(23)过滤精度值为2～5μm；所述滤芯过滤器(30)的滤芯(33)过滤精度值为0.45～1μm。

4.根据权利要求1所述的电解液过滤装置，其特征在于，所述袋式过滤器(20)为单袋过滤器或多袋过滤器。

5.根据权利要求1所述的电解液过滤装置，其特征在于，所述袋式过滤器(20)中具有多个滤袋(23)；

所述多个滤袋(23)依次套装；

或者所述多个滤袋(23)并行设置。

6.根据权利要求5所述的电解液过滤装置，其特征在于，所述多个滤袋(23)依次套装；

所述依次套装的多个滤袋(23)中，位于内层的滤袋(23)的过滤精度值大于位于外层的滤袋(23)的过滤精度值。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的电解液过滤装置，其特征在于，所述袋式过滤器(20)的滤袋(23)内部内衬有活性炭纤维布。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的电解液过滤装置，其特征在于，所述袋式过滤器(20)的滤袋(23)内部填充有颗粒状的活性炭或强磁空心球。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的电解液过滤装置，其特征在于，所述滤芯过滤器(30)的滤芯(33)为不锈钢滤芯、钛棒、聚丙烯滤芯或聚四氟乙烯滤芯中的一种。

10.根据权利要求1-6中任意一项所述的电解液过滤装置，其特征在于，所述滤芯过滤器(30)中具有多个滤芯(33)。