CN219663691U - 一种电池电解液混合装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电池电解液混合装置。其包括用于混合引发剂和液态电解液的反应釜、用于储存液态单体的装料罐和微反应器，所述反应釜和所述装料罐的出料口连接所述微反应器的进料口，所述微反应器内至少设有一条微反应器管道，使得引发剂和液态电解液混合后与液态单体一起流入微反应器的微反应器管道中，并在微反应器管道中完成混合后通过微反应器的微反应器出口输送至电池的注液工序。本实用新型解决了现有电解液混合装置无法灵活应对半固态电池电解液混合的生产要求的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电池电解液混合装置。
背景技术
消费者长期以来都对手机电池和新能源汽车电池抱有续航焦虑，传统的液态锂离子电池在能量密度方向已接近上限，突破希望渺茫，同时安全性也不甚理想，虽然现在也有众多研究者致力于开发全固态电池，但全固态电池的电化学阻抗过大，目前还难以实现大规模产业化，无法满足市场现阶段的需要，而半固态电池介于全固态与液态电池之间，较传统液态电池具有能量密度高、安全性好的优点，而且大部分产线设备还可与传统液态电池共用，设备兼容性高，是目前最有可能投入市场的新型电池。
半固态电池会在注液工序注入电解液、单体、引发剂混合而成的液态的混合电解液，后续再通过原位固化等方式，使电池内部的混合电解液固化，形成凝胶态的半固态电解液；但是用于半固态电池的混合电解液之中的单体和引发剂完成混合后，即使在常温下放置一段时间，也会自动固化，高温下固化速度更快，这导致用于半固态电池的混合电解液只能现配现用；而注液工序每天的电解液需求量又很大，需要大体积的反应釜和缓存罐对电解液进行搅拌和缓存，才能满足产线的需要，产线的产能越高，现场需要的反应釜和缓存罐体积就越大，设备占地面积也就越大；而且当注液工序出现异常后（比如堵料、设备异常等），缓存罐中混合好的液态电解液缓存时间一旦过长，只能做报废处理，造成电解液大量浪费。
目前行业常用的电解液混合方案均为传统的机械搅拌方式，如CN216260213U中公开的一种锂离子电池电解液混合装置，该混合装置包括搅拌本体、设置在搅拌本体上方的加料装置和设置在搅拌本体外侧壁上的冷却层；加料装置包括设置在搅拌本体上的液体加料口和固体加料机构，固体加料机构包括设置加料罐、设置在加料罐中的加料搅拌组件和设置在加料罐下方的进料漏斗，在加料罐的底部设有下料口，在下料口处转动设有下料挡门，在下料挡门的底部铰接有支撑千斤顶。该混合装置通过先对固体原料进行打散处理，加速反应过程，同时提高原料的反应率，并通过控制下料速度来调节反应速度，提高反应过程中的安全性；清洗彻底，不存在清洗死角。但是该混合方式无法克服半固态电解液不能长时间储存的缺点。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种电池电解液混合装置，以解决现有电解液混合装置无法灵活应对半固态电池电解液混合的生产要求的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种电池电解液混合装置，包括用于混合引发剂和液态电解液的反应釜、用于储存液态单体的装料罐和微反应器，所述反应釜和所述装料罐的出料口连接所述微反应器的进料口，所述微反应器内至少设有一条微反应器管道，使得引发剂和液态电解液混合后与液态单体一起流入微反应器的微反应器管道中，并在微反应器管道中完成混合后通过微反应器的微反应器出口输送至电池的注液工序。
根据上述技术手段，通过设置反应釜、装料罐和微反应器，从而可在短时间内（秒级）实现含引发剂的液体电解液与液体单体的混合，从而可根据生产线的实际生产情况实现电解液混合过程的实时调节，且只需改变微反应器管道的集成数量即可适应产能的调整，有效解决了现有电解液混合装置无法灵活应对半固态电池电解液混合的生产要求的问题。
优选的，所述微反应器的进料口安装有连接头，所述连接头具有至少两个进口和至少一个出口，一个所述进口与所述反应釜的出料口相连通，一个所述进口与所述装料罐的出料口相连通，所述出口与所述微反应器管道的进液口相连通。
通过在微反应器的进料口安装连接头，由于连接头的进口和出口数量可根据实际情况适应性设定，从而可根据电解液的种类，以及微反应器管道的条数进行适应性调整，提高了电池电解液混合装置的通用性，具有装配简单和实用性强的优点。
优选的，所述微反应器内设有循环水通道，所述微反应器管道位于所述循环水通道中，所述微反应器上设有循环水进口和循环水出口，以实现对微反应器管道内混合电解液的控温。
通过在微反应器内设置循环水通道，从而可根据电解液需要的混合温度通入相应温度的循环水，有效保证了含引发剂的液态电解液与液态单体在微反应器管道中混合的均匀性。
优选的，所述反应釜内设有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和搅拌桨，所述反应釜外设有与所述搅拌轴相连的电机，通过电机带动搅拌轴转动，以实现对引发剂和液态电解液的搅拌混合。
通过在反应釜内设置搅拌装置，并使搅拌装置连接电机，从而通过电机的转动带动搅拌装置旋转，以实现对反应釜中的引发剂和液态电解液的混合，有效提高了混合效率和均匀性。
优选的，所述反应釜的顶盖上设有气管接口，所述气管接口连通有气管，所述气管连通氮气储存罐的出气口，通过氮气储存罐向反应釜中输送氮气，利用气压使反应釜中的混合均匀的引发剂和液态电解液流入微反应器管道中。
通过在反应釜的顶盖处设置气管接口，气管接口通过气管连通氮气储存罐，从而通过氮气的气压推动反应釜中的混合液体流入微反应器管道中，避免了引入空气导致混合液体发生副反应的问题。
优选的，所述装料罐的顶部亦设有所述气管接口，所述气管接口通过所述气管连通所述氮气储存罐的出气口，通过氮气储存罐向装料罐中输送氮气，从而利用气压使装料罐中的液态单体流入微反应器管道中。
通过在装料罐的顶部设置气管接口，气管接口通过气管连通氮气储存罐，从而通过氮气的气压推动装料罐中的液态单体流入微反应器管道中，避免了引入空气导致液态单体发生副反应的问题。
优选的，所述反应釜的顶盖上设有加料口。
通过在反应釜的顶盖上设置加料口，方便了引发剂和液态电解液的添加。
优选的，所述反应釜和装料罐的出料口处设有流量计。
通过在反应釜和装料罐的出料口处设置流量计，方便了实时监控反应釜中的混合液体和装料罐中的液态单体的流量。
优选的，所述反应釜和装料罐的出料口处设有阀门。
通过在反应釜和装料罐的出料口处设置阀门，方便了对反应釜和装料罐流入微反应器管道中的液体的流量的调节。
优选的，所述连接头的进口处和出口处，以及所述微反应器出口处均设有转接头。
通过在连接头的进口处和出口处，以及微反应器出口处设置转接头，方便了装配。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的电池电解液混合装置，通过设置反应釜、装料罐和微反应器，从而可在短时间内实现含引发剂的液体电解液与液体单体的混合，从而可根据生产线的实际生产情况实现电解液混合过程的实时调节，且只需改变微反应器管道的集成数量即可适应产能的调整，具有混合时间短、无放大效应、占地面积小和一致性好等优点，在电池技术领域，具有推广应用价值。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为Y型构造的连接头的结构示意图；
图3为T型构造的连接头的结构示意图；
其中，1-反应釜，11-顶盖，12-气管接口，13-加料口，2-装料罐，3-微反应器，31-微反应器管道，32-微反应器出口，33-循环水进口，34-循环水出口，4-连接头，41-进口，42-出口，5-搅拌装置，51-搅拌轴，52-搅拌桨，6-电机，7-气管，8-氮气储存罐，9-流量计，10-阀门，14-转接头。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本申请实施例的更透彻的解释，然而，对于本领域技术人员来讲，可以在没有这些具体细节的情况下实施例本申请的实施例是显而易见的。
实施例1
如图1至图3所示，一种电池电解液混合装置，包括用于混合引发剂和液态电解液的反应釜1、用于储存液态单体的装料罐2和微反应器3，所述反应釜1和所述装料罐2的出料口连接所述微反应器3的进料口，所述微反应器3内至少设有一条微反应器管道31，使得引发剂和液态电解液混合后与液态单体一起流入微反应器3的微反应器管道31中，并在微反应器管道31中完成混合后通过微反应器3的微反应器出口32输送至电池的注液工序。
通过设置反应釜、装料罐和微反应器，从而可在短时间内（秒级）实现含引发剂的液体电解液与液体单体的混合，从而可根据生产线的实际生产情况实现电解液混合过程的实时调节，且只需改变微反应器管道的集成数量即可适应产能的调整，有效解决了现有电解液混合装置无法灵活应对半固态电池电解液混合的生产要求的问题。
本实施例中的电池电解液混合装置适用于半固态电池电解液的混合。
为了提高电池电解液混合装置的通用性，在微反应器3的进料口处安装一个连接头4，连接头4具有至少两个进口41和至少一个出口42，一个进口41与反应釜1的出料口相连通，一个进口41与装料罐2的出料口相连通，出口42与微反应器管道31的进液口相连通。在微反应器3的进料口装配连接头4的操作简单，且实用性强。
本实施例中的连接头4具有两个进口41和一个出口42，其中一个进口41与反应釜1的出料口相连通，另一个进口41与装料罐2的出料口相连通，出口42与微反应器管道31的进液口相连通。连接头4的整体构型类似Y型构造或T型构造。
为了适应部分含引发剂的液态电解液与液态单体在混合过程中需要加热的需求，在微反应器3内设置循环水通道，并使微反应器管道31位于循环水通道中，在微反应器3的壳体上设置循环水进口33和循环水出口34，以方便循环水的流入和流出。
为了提高引发剂和液态电解液的混合效率和混合的均匀性，在反应釜1内设置搅拌装置5，搅拌装置5包括搅拌轴51和搅拌桨52，反应釜1外设有与搅拌轴51相连的电机6，通过电机6带动搅拌轴51转动，以实现对引发剂和液态电解液的搅拌混合。且避免了人为操作存在费时费力的问题。
为了避免引入空气导致含引发剂的液态电解液发生副反应，在反应釜1的顶盖11上设置气管接口12，并使气管接口12连通气管7，气管7连通氮气储存罐8的出气口，从而通过氮气储存罐8向反应釜1中输送氮气，利用气压使反应釜1中的混合均匀的引发剂和液态电解液流入微反应器管道31中。其中，反应釜1的顶盖11上设置的气管接口12的个数可根据实际情况进行设定。
为了避免引入空气导致液态单体发生副反应，在装料罐2的顶部亦设置气管接口12，气管接口12通过气管7连通氮气储存罐8的出气口，通过氮气储存罐8向装料罐2中输送氮气，从而利用气压使装料罐2中的液态单体流入微反应器管道31中。其中，装料罐2的顶部上设置的气管接口12的个数可根据实际情况进行设定。
为了方便引发剂和液态电解液的添加，在反应釜1的顶盖11上社会设置加料口13。其中，加料口13也可根据加料的种类进行适应性设置多个。
为了实现对反应釜和装料罐流入微反应器管道中的液体的流量的精准监控，在反应釜1和装料罐2的出料口处均设置一个流量计9。
为了便于调节反应釜和装料罐流入微反应器管道中的液体的流量，在反应釜1和装料罐2的出料口处均设置一个阀门10。
为了方便装配，在连接头4的进口41处和出口42处，以及微反应器出口32处均设置一个转接头14。
本实施例中的电池电解液混合装置，在实际用于半固态电池电解液的混合过程时，将配置好的液态电解液从加料口13加入到反应釜1中，将固体引发剂由加料口13加入到反应釜1中，完成固体引发剂的添加后立即关闭加料口13，然后启动电机6，带动搅拌装置5的搅拌轴51转动，搅拌轴51带动搅拌桨52转动，使加入的固体引发剂完全溶解在液态电解液中，形成含有引发剂的液态电解液；接着通过氮气储存罐8和气管7向反应釜1中通入干燥氮气，利用氮气气压将混合均匀的含引发剂的液态电解液从反应釜1的出料口压入连接头4中，然后流入微反应器3的微反应器管道31中，其中可通过反应釜1的出料口的流量计9显示当前的流量，并可配合阀门10进行流量的精准调节；同时，通过氮气储存罐8和气管7向装料罐2中通入干燥氮气，利用氮气气压将液态单体从装料罐2的出料口压入连接头4中，然后流入微反应器3的微反应器管道31中，其中可通过装料罐2的出料口处的流量计9显示当前的流量，并可配合阀门10进行流量的精准调节；含有引发剂的液态电解液与液态单体连接头4内交汇，并流入微反应器3的微反应器管道31中，然后在微反应器管道31中完成混合过程，完成反应后经过微反应器3的微反应器出口32流出，然后将由电解液、单体和引发剂组成且混合均匀的半固态电解液输送至注液工序。其中，微反应器管道31直径和数量可以根据实际需要进行调整，整个混合过程若需控温，则可通过向微反应器3上的循环水进口33通入相应温水；该种混合方式可在不需要对半固态电解液进行大量缓存的基础上，做到现配现用；若需调整产线的产能，只需对微反应器管道的集成数量进行改变即可，无需对工艺参数进行修改。
综上所述，本实用新型的电池电解液混合装置，通过设置反应釜、装料罐和微反应器，从而可在短时间内（秒级）实现含引发剂的液体电解液与液体单体的混合，从而可根据生产线的实际生产情况实现电解液混合过程的实时调节，且只需改变微反应器管道的集成数量即可适应产能的调整，有效解决了现有电解液混合装置无法灵活应对半固态电池电解液混合的生产要求的问题，具有混合时间短、无放大效应、占地面积小和一致性好等优点，在电池技术领域，具有推广应用价值。
以上实施例仅是示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种电池电解液混合装置，其特征在于，包括用于混合引发剂和液态电解液的反应釜（1）、用于储存液态单体的装料罐（2）和微反应器（3），所述反应釜（1）和所述装料罐（2）的出料口连接所述微反应器（3）的进料口，所述微反应器（3）内至少设有一条微反应器管道（31），使得引发剂和液态电解液混合后与液态单体一起流入微反应器（3）的微反应器管道（31）中，并在微反应器管道（31）中完成混合后通过微反应器（3）的微反应器出口（32）输送至电池的注液工序。
2.根据权利要求1所述的电池电解液混合装置，其特征在于，所述微反应器（3）的进料口安装有连接头（4），所述连接头（4）具有至少两个进口（41）和至少一个出口（42），一个所述进口（41）与所述反应釜（1）的出料口相连通，一个所述进口（41）与所述装料罐（2）的出料口相连通，所述出口（42）与所述微反应器管道（31）的进液口相连通。
3.根据权利要求1所述的电池电解液混合装置，其特征在于，所述微反应器（3）内设有循环水通道，所述微反应器管道（31）位于所述循环水通道中，所述微反应器（3）上设有循环水进口（33）和循环水出口（34），以实现对微反应器管道（31）内混合电解液的控温。
4.根据权利要求1所述的电池电解液混合装置，其特征在于，所述反应釜（1）内设有搅拌装置（5），所述搅拌装置（5）包括搅拌轴（51）和搅拌桨（52），所述反应釜（1）外设有与所述搅拌轴（51）相连的电机（6），通过电机（6）带动搅拌轴（51）转动，以实现对引发剂和液态电解液的搅拌混合。
5.根据权利要求1所述的电池电解液混合装置，其特征在于，所述反应釜（1）的顶盖（11）上设有气管接口（12），所述气管接口（12）连通有气管（7），所述气管（7）连通氮气储存罐（8）的出气口，通过氮气储存罐（8）向反应釜（1）中输送氮气，利用气压使反应釜（1）中的混合均匀的引发剂和液态电解液流入微反应器管道（31）中。
6.根据权利要求5所述的电池电解液混合装置，其特征在于，所述装料罐（2）的顶部亦设有所述气管接口（12），所述气管接口（12）通过所述气管（7）连通所述氮气储存罐（8）的出气口，通过氮气储存罐（8）向装料罐（2）中输送氮气，从而利用气压使装料罐（2）中的液态单体流入微反应器管道（31）中。
7.根据权利要求1所述的电池电解液混合装置，其特征在于，所述反应釜（1）的顶盖（11）上设有加料口（13）。
8.根据权利要求1所述的电池电解液混合装置，其特征在于，所述反应釜（1）和装料罐（2）的出料口处设有流量计（9）。
9.根据权利要求1所述的电池电解液混合装置，其特征在于，所述反应釜（1）和装料罐（2）的出料口处设有阀门（10）。
10.根据权利要求2所述的电池电解液混合装置，其特征在于，所述连接头（4）的进口（41）处和出口（42）处，以及所述微反应器出口（32）处均设有转接头（14）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |