CN209173859U - 一种非水电解液配液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非水电解液配液装置，包括气源、原料罐、称重罐、配液罐、电解液瓶、废料桶、净化器、计量称、磁力搅拌器、工业控制面板、手套箱，所述称重罐、配液罐和磁力搅拌器设置在手套箱内，本实用新型提高实验室手套箱内部配制非水电解液的效率，满足实验室批量配制非水电解液的需求。

Description

一种非水电解液配液装置

技术领域

本实用新型涉及一种非水电解液配液装置，属于流电池技术领域。

背景技术

锂离子电池用常规电解液为非水电解液，非水电解液配液对环境水分要求较为苛刻，实验室配液一般在手套箱中进行。常规实验室电解液配液通常用烧杯配液，单批次配液量少，对于3C类电池评测尚能满足电池批量评测需求。随着电动汽车行业的发展，动力电池的单体容量越来越大，单个电池电解液需求量大幅提高，常规配液方式难以满足动力电池电解液批量评测需求。另外，在手套箱大批量配液手动称量和搅拌均不方便，因此，有必要设计一种提高实验室配液单批次配液量、操作简便的配液系统。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种非水电解液配液装置。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：一种非水电解液配液装置，包括气源、若干原料罐、称重罐、配液罐、电解液瓶、废料桶、净化器、计量称、磁力搅拌器、工业控制面板、手套箱，所述称重罐、配液罐和磁力搅拌器设置在手套箱内；

所述气源具有出口，气源与原料罐之间连有单向阀，单向阀进口与气源出口相连，单向阀出口与原料罐的进气口相连。

所述原料罐具有进气口和出液口，原料罐与称重罐之间连有三通阀，上述三通阀为两进一出阀，一个进口与原料罐出液口相连，另一个进口与气源出口相连，三通阀出口与称重罐进液口相连；

所述称重罐具有进液口和出液口，称重罐与配液罐之间连有单向阀，单向阀的进口与称重罐的出液口相连，单向阀的出口与配液罐的进液口相连；

所述配液罐具有进液口和出液口，配液罐出液口与三通阀相连，上述三通阀为一进两出阀，三通阀进口与配液罐出液口相连，三通阀一个出口与电解液瓶的进液口相连，另一个出口与废料桶进液口相连，配液罐设置在磁力搅拌器上；

所述废料桶具有进液口、尾气口和放料口，尾气口与净化器进气口相连，放料口安装在废料桶的底部，放料口连接放料龙头；

所述净化器具有进气口和出气口，净化器出气口与尾气管相连。

进一步的，所述原料罐和称重罐的下方皆设置有计量称。

进一步的，还包括恒温槽和制冷器，所述的制冷器设置在配液罐的下方，所述的恒温槽设置在手套箱的外部，所述制冷器具有进液口和出液口，所述恒温槽具有制冷液循环进液口、制冷液循环出液口和制冷液补液口，所述恒温槽制冷循环进液口与制冷器的出液口相连，所述恒温槽的制冷循环出液口与制冷器的进液口相连。

进一步的，所述制冷器为外形为厚度为10mm的方形盒子，且由不锈钢制成。

进一步的，所述手套箱外表面的侧壁上设置有工业控制面板。

进一步的，所述配液罐上还装有用于检测配液温度的数显温度计。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：1、提高实验室手套箱内部配制非水电解液的效率，2、满足实验室批量配制非水电解液的需求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为称重罐的法兰接口结构示意图；

图3为称重罐的法兰接口端面结构示意图；

图4为配液罐为法兰接口结构示意图

图5为配液罐为法兰接口端面结构示意图。

【附图标记说明】

1：气源；

201：原料罐；

3：称重罐；

301：称重罐底座

4：配液罐；

401：配液罐底座；

5：电解液瓶；

6：废料桶；

7：净化器；

8：称重罐计量称；

9：恒温槽；

10：制冷器；

11：磁力胶棒器；

12：控制面板；

13：手套箱。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

如图1-图5所示，本装置之中的气源1、若干原料罐201、称重罐3、配液罐4、电解液瓶5、废料桶6、净化器7采用管道、阀门等辅助配件依次相连，其中称重罐3、配液罐4设置在手套箱13内；原料罐201中的溶剂依靠气体压力压入称重罐3中，在称重罐3中完成称重后，转移到配液罐4中配液，搅拌降温，加入锂盐和添加剂完成配液。

气源1的作用在于提供为该装置提供气体压力，因此气源1为高纯氮气瓶，气瓶出口安装减压表，通过出口减压表调节，减压表进口量程为0～25MPa，出口压力调节范围为0～0.6MPa。气源1和原料罐201之间还装有干燥管。

原料罐201进气口与气源1出口相连，原料罐201～205出液口与称重罐3进液口相连。期间连有三通阀，上述三通阀为两进一出阀，一个进口与原料罐201出液口相连，另一个进口与气源1相连，三通阀出口与称重罐4进液口相连。原料罐201可以使用溶剂公司或电解液公司提供的标准溶剂罐，也可根据需要加工，原料罐201的数量可以根据需要配置。原料罐201为溶剂公司或电解液公司使用的同类型20L溶剂包装桶，此类溶剂桶具有标准接口，方便手动更换溶剂桶。

实施时，原料罐201分为五个，其中依次装设有PC(碳酸丙烯酯)、 DMC(碳酸二甲酯)、DEC(碳酸二乙酯)、EMC(碳酸甲乙酯)，最后一个原料罐201根据需要装EC与前述四种溶剂的混合溶剂，或者最后一个原料罐201装EC单一溶剂，在EC罐壁和输送管路上加伴热管。由于EC(碳酸乙烯酯)常温下为固体，需要溶解在其它溶剂中或者加热融化后才能通过管道输送，为了方便显示原料罐剩余溶剂重量，将五个原料罐201放置在电子秤上，电子秤具有空罐提示功能，罐内溶剂量较少时，可报警提示更换溶剂罐。

称重罐3进液口可以与多个原料罐2的出液口相连，称重罐3出液口与配液罐4进液口相连，其间连有单向阀；称重罐3出液口竖直高度高于配液罐4进液口。称重罐3使用316不锈钢加工而成，容积为3L，罐子顶部带盖子，盖子上开有进料口，进料口为法兰接口。图2为称重罐进料法兰接口示意图，下法兰接口焊接在称重罐盖子上，上法兰接口由手套箱顶部悬下的钢管固定，上法兰接口上开有5个输料管插孔。上下法兰接口相隔2mm距离，使用卡箍可以连接两个接口。

配液罐4带有盖子，盖子上开有进液口和温度计插孔，配液罐4还具有一个出液口，配液罐4出液口与三通阀相连。上述三通阀为一进两出阀，三通阀进口与配液罐4出液口相连，三通阀一个出口用作电解液放液口，另一个出口与废料桶6进液口相连。配液罐4使用316不锈钢加工而成，容积为5L，罐子顶部带盖子，盖子上开有进料口和温度计探头插孔，其中进料口为法兰接口。图3为配液罐4进料法兰接口示意图，下法兰接口与盖子焊接在一起，上法兰接口与进料管连接在一起，图3 中的进料管为刚性管，可选用聚四氟乙烯管或者不锈钢管。上下法兰接口相隔2mm距离，使用卡箍可以连接两个接口。

电解液瓶5可选用氟化瓶或者电解液专用样品瓶，用于装配制好的电解液样品。

废料桶6使用316不锈钢加工而成，容积为35L。废料桶6具有进液口、尾气口和放料口，进液口通过三通阀与配液罐4出液口相连，尾气口与净化器7进气口相连，放料口安装在废料桶6的底部，放料口连接放料龙头。

净化器7进气口与废料桶6出气口相连，净化器7出气口与尾气管相连，尾气管通室外。净化器7可选用手套箱自带同类型容积吸附罐，罐内填料为活性炭和活性氧化铝混合物，用于除去尾气中的有机溶剂和微量的酸性气体。

计量称包括称重罐计量称8和原料罐计量称，称重罐计量8称安装在称重罐3下面，用于进料溶剂称重；原料罐计量称安装在原料罐下面，用于指示原料罐201剩余溶剂重量。计量称为高精度工业电子秤，量程为6Kg，精度为0.1g，可满足溶剂的称重计量要求。

恒温槽9具有循环制冷作用，具有制冷液循环进液口、出液口、补液口。制冷液循环进液口和出液口与制冷器10的进、出液口相连，可为配液罐4降温。恒温槽9为常规实验室恒温槽，温度范围为-20～100℃，冷冻液贮槽容积10L，制冷液可进行外循环，恒温槽9进出口连接制冷器 10进出口，可形成闭环，从而实现制冷功能。

制冷器10由不锈钢加工而成，外形为厚度为10mm的方形盒子，盒子上开有进液口和出液口，用于连接恒温槽9的进、出液口。

磁力搅拌器11为常规实验室用磁力搅拌器，最大搅拌量为20L。磁力搅拌器能11够为配液罐提供搅拌，可根据配液罐容积需要选用搅拌能力合适的磁力搅拌器11。

工业控制面板12用于控制所有的阀门，位于手套箱的外部，优选的，可将其设置上手套箱13的外表面侧壁上，便于工作人员操控整个流程的运作。

数显温度计安装在配液罐盖子上，温度探头深入到配液罐的内部底部，用于监测配液罐中溶液温度。数显温度计为工业上常用的温度计，测温传感器与仪表盘通过电缆相连，测温传感器通过配液罐4盖子上预留的插孔，插入到配液罐4的底部，仪表盘固定在工业控制面板上。

此配液系统除了上述必要设备外，还可增加底座用于提高系统使用便捷性。配液罐底座401和称重罐底座301，由不锈钢加工而成，配液罐底座401用于垫高配液罐4高度，保证配液罐4出口高于电解液瓶5，以方便收集电解液样品；称重罐底座301用于垫高称重罐3高度，保证称重罐3出液口高于配液罐4进料口，以方便溶剂转移。

Claims (6)

1.一种非水电解液配液装置，其特征在于：包括气源(1)、若干原料罐(201)、称重罐(3)、配液罐(4)、电解液瓶(5)、废料桶(6)、净化器(7)、计量称(8)、磁力搅拌器(11)、手套箱(13)，

所述称重罐(3)、配液罐(4)和磁力搅拌器(11)设置在手套箱(13)内；

气源(1)与原料罐(201)之间连有用于向原料罐(201)通入气源(1)中气体的第一单向阀；

所述原料罐(201)、所述气源(1)通过管道上设置的三通阀与称重罐(3)连通，向称重罐(3)中通入所述气源(1)的气体，以及原料罐(201)中的液体；

所述称重罐(3)与所述配液罐(4)之间的管道上设置有第二单向阀；

所述配液罐(4)分别与电解液瓶(5)、废料桶(6)连通，且配液罐(4)内设置在磁力搅拌器(11)上；

所述废料桶(6)具有进液口、尾气口和放料口，尾气口与净化器(7)进气口相连，放料口安装在废料桶(6)的底部，放料口连接放料龙头；

所述净化器(7)具有进气口和出气口，净化器(7)出气口与尾气管相连。

2.如权利要求1所述的一种非水电解液配液装置，其特征在于：所述原料罐(201)和称重罐(3)的下方皆设置有计量称。

3.如权利要求1所述的一种非水电解液配液装置，其特征在于：还包括恒温槽(9)和制冷器(10)，所述制冷器(10)设置在配液罐(4)的下方，所述恒温槽(9)设置在手套箱(13)的外部，所述制冷器(10)具有进液口和出液口，所述恒温槽(9)具有制冷液循环进液口、制冷液循环出液口和制冷液补液口，所述恒温槽(9)制冷循环进液口与制冷器(10)的出液口相连，所述恒温槽(9)的制冷循环出液口与制冷器(10)的进液口相连。

4.如权利要求3所述的一种非水电解液配液装置，其特征在于：所述制冷器(10)为外形为厚度为10mm的方形盒子，且由不锈钢制成。

5.如权利要求1至4任一项所述的一种非水电解液配液装置，其特征在于：所述手套箱(13)外表面的侧壁上设置有工业控制面板(12)。

6.如权利要求1至4任一项所述的一种非水电解液配液装置，其特征在于：所述配液罐(4)上还装有用于检测配液温度的数显温度计。