CN220564746U - 一种锂电铜箔防氧化液循环利用装置及防氧化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂电铜箔防氧化液循环利用装置及防氧化系统，所述锂电铜箔防氧化液循环利用装置包括：电解池，所述电解池包括外壳、阳极电板和阴极电板；防氧化液输入管道，所述防氧化液输入管道与所述外壳连接；防氧化液输出管道，所述防氧化液输出管道与所述外壳连接；整流器电源，所述整流器电源的正极连接所述阳极电板，所述整流器电源的负极连接所述阴极电板。本实用新型所述的锂电铜箔防氧化液循环利用装置，通过设置合适面积比例的阳极电板和阴极电板来维持电解装置中的电流，有效减少了防氧化液中三价铬离子的积累，进而延长防氧化液的使用时间，不仅提高生产效率，也可以缩减维护成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电铜箔生产防氧化技术领域，具体涉及一种锂电铜箔防氧化液循环利用装置及防氧化系统。
背景技术
锂电铜箔具有高导电性、高机械强度、良好的化学稳定性和热稳定性等特点，是制造高性能锂离子电池的重要原材料，被广泛应用于移动通讯、笔记本电脑、电动工具以及电动交通工具等领域。随着新能源汽车和储能市场的快速发展，锂电铜箔的需求将会快速增加。
防氧化液是一种保护铜箔表面的化学物质，即在铜箔生产过程中，形成一层保护膜，防止铜箔氧化和腐蚀。此外，防氧化液还可以帮助铜箔表面进行更好的清洗和润湿，提高铜箔的可靠性和稳定性，同时也保证了锂离子电池电子产品的稳健性。防氧化液的最重要的原料是铬酐溶液，在电解铜箔生产时防氧化液中三价铬离子会不断积累，降低防氧化效果。铜箔暴露在空气中后，会在其表面形成氧化铜膜，需要采用防氧化液来清除氧化铜膜，防止表面进一步氧化和腐蚀。在使用时，铜箔在清洗完毕后，直接将其置于防氧化液中进行处理，处理时间一般较短，通常在10秒至数分钟不等。防氧化液也会多次使用，但在使用过程中必须对其进行监控和维护。现有的防氧化系统是通过频繁地排放出部分含有高浓度三价铬离子的防氧化液并补充新配溶液的方式增加防氧化效果，这样不仅降低了生产效率，还会使维护成本增加。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种锂电铜箔防氧化液循环利用装置及防氧化系统，特别设计一个防氧化液的电解装置，设置合适面积比例的阳极电板和阴极电板来维持电解装置中的电流，有利于减少防氧化液中三价铬离子的积累，延长防氧化液的循环使用时间。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锂电铜箔防氧化液循环利用装置，包括：
电解池，所述电解池包括外壳、阳极电板和阴极电板；
防氧化液输入管道，所述防氧化液输入管道与所述外壳连接；
防氧化液输出管道，所述防氧化液输出管道与所述外壳连接；
整流器电源，所述整流器电源的正极连接所述阳极电板，所述整流器电源的负极连接所述阴极电板。
在本实用新型的一个实施例中，所述阴极电板的面积与所述阳极电板的面积之比为1：15～1:25，电流密度为1.7～2.3A/dm2。
在本实用新型的一个实施例中，所述外壳是由不导电的材料制成的。
在本实用新型的一个实施例中，所述阳极电板是由折叠的金属材料构成。
在本实用新型的一个实施例中，所述阴极电板是由圆柱型的金属材料构成。
在本实用新型的一个实施例中，所述整流器电源放置于所述外壳之外。
本实用新型还提供一种防氧化系统，所述防氧化系统包括：防氧化槽、储液罐、供液泵以及上述任意一项所述的锂电铜箔防氧化液循环利用装置。
在本实用新型的一个实施例中，所述储液罐连接所述供液泵。
在本实用新型的一个实施例中，所述供液泵连接所述防氧化槽。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本实用新型设置合适面积比例的阳极电板和阴极电板来维持电解装置中的电流，当电流通过阴极电板和阳极电板时，使得防氧化液中大量三价铬离子在阳极电板上被氧化成六价铬离子，与此同时，在阴极电板上，少量三价铬离子被还原成铬和氢气，这个电解过程有助于减少防氧化液中三价铬离子的累积，进而延长防氧化液的循环使用时间，不仅提高了生产效率，还减少了维护成本。
附图说明
图1是锂电铜箔防氧化液循环利用装置的主视图；
图2是锂电铜箔防氧化液循环利用装置的俯视图；
图3是防氧化系统结构图。
图中标号说明：10、电解池；11、阳极电板；12、阴极电板；13、外壳，20、整流器电源；30、防氧化液输出管道；40、防氧化液输入管道；
100、锂电铜箔防氧化液循环利用装置；200、防氧化槽；300、储液罐；400、供液泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
实施例一
参照图1和图2所示，本实用新型提供了一种锂电铜箔防氧化液循环利用装置，包括：电解池10，所述电解池10包括阳极电板11、阴极电板12和外壳13；防氧化液输入管道40，所述防氧化液输入管道40与所述外壳13连接；防氧化液输出管道30，所述防氧化液输出管道30与所述外壳13连接；整流器电源20，所述整流器电源20的正极连接所述阳极电板11，所述整流器电源20的负极连接所述阴极电板12。
本实用新型所述锂电铜箔防氧化液循环利用装置，防氧化液通过防氧化液输入管道40进入电解池10内，当整流器电源20的电流通过阳极电板11和阴极电板12，防氧化液中大量三价铬离子在阳极电板11上发生氧化反应失去电子转换为六价铬离子，同时，在阴极电板12上发生还原反应得到电子转换成铬，并产生一些氢气，整个氧化还原过程减少了防氧化液中三价铬离子，延长了防氧化液的使用时间，而电解之后的防氧化液通过电解池10侧壁上的防氧化液输出管道30流出，实现了防氧化液在电解池10的循环流动。
本实施例中，所述阴极电板12的面积与所述阳极电板11的面积之比为1：15～1:25，电流密度为1.7～2.3A/dm2，设置面积较大的阳极电板11是为了尽可能地让防氧化液中的三价铬离子与阳极电板11充分接触，发生氧化反应，另外，三价铬离子转换成六价铬离子的过程中失去大量电子,使得阴极电板上得到电子发生还原反应更加充分，反应速率更快。
本实施例中，所述外壳13是由不导电的材料制成的，所述不导电材料优选为PVC-U材料，但不限于此材料。
本实施例中，所述阳极电板11是由折叠的金属材料构成，所述金属材料优选为铅，但不限于此金属，将阳极电板11设置成折叠形状是为了增加阳极电板11的反应面积。
本实施例中，所述阴极电板12是由圆柱型的金属材料构成，所述金属材料优选为钛，但不限于此金属，另外，所述阴极电板12设置在所述阳极电板11的腔室内，与阳极电板11之间不接触。
本实施例中，整流器电源20放置于电解池10的外壳13之外，用于提供电解池10工作过程所需的交换电子，促使阴阳两极的氧化还原反应正常进行，整流器电源20通电后，离子作定向运动，阳离子向阴极移动，在阴极得到电子，被还原，阴离子向阳极移动，在阳极失去电子，被氧化。
实施例二
本实施例提供一种防氧化系统，包括：防氧化槽200、储液罐300、供液泵400以及实施例一所述的锂电铜箔防氧化液循环利用装置100,所述锂电铜箔防氧化液循环利用装置100分别与所述防氧化槽200和所述储液罐300连接。
本实施例所述的防氧化系统，由于包括了实施例一所述的锂电铜箔防氧化液循环利用装置100,因此实施例一具有的优点本实施例也全部具有，不再详细说明。
参照图3所示，将锂电铜箔防氧化液循环利用装置100接入上述防氧化系统中，启动防氧化系统后，使得防氧化液开始在防氧化系统中循环，待防氧化液循环流回储液罐300后，对锂电铜箔防氧化液循环利用装置100中的整流器电源20进行电流设置，实现防氧化液在电解池10及外部防氧化系统的循环流动。
本实施例中，经锂电铜箔防氧化液循环利用装置100中的防氧化液输出管道30流出的防氧化液流入储液罐300，储液罐300连接所述供液泵400，启动防氧化系统后，再通过供液泵400给予动力将储液罐300中的防氧化液泵入防氧化槽200中进一步处理。
下面结合实验进一步验证本实用新型所述防氧化液循环利用装置的有效性，表1中的实验1～6是利用加入了锂电铜箔防氧化液循环利用装置100的防氧化系统在不同的转换电流与不同面积比例的阴阳极电板的条件下进行的交叉验证实验。
表1
由表1的实验数据可以看出：(1)使用锂电铜箔防氧化液循环利用装置100的防氧化系统后，防氧化液的使用时间显著延长，可以持续使用51～57天，达到了未加装置之前的17～19倍；(2)当阴阳极电板面积之比恒定时，转换电流越大，防氧化液的最短排液时长越大，即防氧化液的使用时间越长；当转换电流恒定时，相比于阴阳极电板面积之比为1:15和1:25的条件下，阴阳极电板面积之比为1:20时，防氧化液的最短排液时长是最大的，即防氧化液的使用时间是最长的；(3)对于加入锂电铜箔防氧化液循环利用装置100的防氧化液系统，当整流器电源的转换电流设置成25A，电解池10的阴阳极电板面积之比为1:20时，防氧化液的使用时间是最长的。
需要注意的是，由于长时间循环使用防氧化液，防氧化液中的其他离子(铜离子等)含量过高，也会使得防氧化效果逐渐下降，所以不得不及时更换防氧化液并补充新溶液，但本实用新型提供的锂电铜箔防氧化液循环利用装置对减少排放防氧化液，延长其使用时间的效果是显著的。
以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种锂电铜箔防氧化液循环利用装置，其特征在于，包括：
电解池，所述电解池包括外壳、阳极电板和阴极电板；
防氧化液输入管道，所述防氧化液输入管道与所述外壳连接；
防氧化液输出管道，所述防氧化液输出管道与所述外壳连接；
整流器电源，所述整流器电源的正极连接所述阳极电板，所述整流器电源的负极连接所述阴极电板。
2.根据权利要求1所述的锂电铜箔防氧化液循环利用装置，其特征在于，所述阴极电板的面积与所述阳极电板的面积之比为1：15～1:25，电流密度为1.7～2.3A/dm2。
3.根据权利要求1所述的锂电铜箔防氧化液循环利用装置，其特征在于，所述外壳是由不导电的材料制成的。
4.根据权利要求1所述的锂电铜箔防氧化液循环利用装置，其特征在于，所述阳极电板是由折叠的金属材料构成。
5.根据权利要求1所述的锂电铜箔防氧化液循环利用装置，其特征在于，所述阴极电板是由圆柱型的金属材料构成。
6.根据权利要求1或5所述的锂电铜箔防氧化液循环利用装置，其特征在于，所述阴极电板设置在所述阳极电板的腔室内。
7.根据权利要求1所述的锂电铜箔防氧化液循环利用装置，其特征在于，所述整流器电源放置于所述外壳之外。
8.一种防氧化系统，包括：防氧化槽、储液罐、供液泵以及权利要求1-7中的任意一项所述的锂电铜箔防氧化液循环利用装置,所述锂电铜箔防氧化液循环利用装置分别与所述防氧化槽和所述储液罐连接。
9.根据权利要求8所述的防氧化系统，其特征在于，所述储液罐连接所述供液泵。
10.根据权利要求8所述的防氧化系统，其特征在于，所述供液泵连接所述防氧化槽。
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