本發(fā)明屬于相分離設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體地說是一種多孔態(tài)鋰離子電池相分離裝置。
背景技術(shù):
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眾所周知,鋰離子電池以其平臺電壓高,容量密度高、環(huán)保等特點成為當(dāng)前最具潛力的電源,并以綠色能源著稱。為提高鋰離子動力電池的性能,提高鋰離子的交換通道,提高比表面積增加吸液量提高保液率,提高鋰離子交換數(shù)量,提高倍率性能降低極化,制造多孔電極與多孔隔離膜 。 采取有機無機材料復(fù)合膜與電極經(jīng)疊片熱復(fù)合制備成電極單元利用與對應(yīng)溶劑可發(fā)生反應(yīng)的可溶性材料作為預(yù)埋造孔劑,將可溶相溶解并分離,制備出微孔。為使孔徑均一,孔率高,相分離徹底去除可溶性雜志采取相應(yīng)的工藝控制,對溶劑的濃度分級控制,采取逆向上料,對反應(yīng)溫度,水分含量,反應(yīng)富氣均采取有效控制,得到理想的均勻的的三維微孔,提高吸液和保液率,提高倍率性能。
目前常規(guī)的相分離過程簡單浸泡與萃取液中,其萃取效率較低,萃取時間均較長。由于電池片微孔中會存在氣體,不利于溶劑與電池片的良好接觸,且溶劑不發(fā)生運動,受擴散影響,萃取效率較低。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
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本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點和不足,提出一種通過恒溫控制、真空下萃取及振動方式,可以有效提高萃取效率的針對多孔態(tài)鋰離子聚合物電池萃相分離成孔的多孔態(tài)鋰離子電池相分離裝置。
本發(fā)明的技術(shù)解決措施如下:
一種多孔態(tài)鋰離子電池相分離裝置,設(shè)有作為三級萃取室的三個反應(yīng)釜、用于支撐三級萃取室的底座以及控制機構(gòu),三級萃取室通過振動機構(gòu)固定在底座上,振動機構(gòu)設(shè)置于底座的頂面與三級萃取室的底部之間,反應(yīng)釜包括釜體、與釜體相連接的密封蓋、水浴夾套、真空排氣機構(gòu)以及溶劑交換機構(gòu),其中釜體位于水浴夾套中,水浴夾套上還設(shè)有與外部儲水容器相連接的循環(huán)水管,真空排氣機構(gòu)中設(shè)有固定在釜體上的真空控制閥,溶劑交換機構(gòu)包括進液管、安裝在進液管上的進液閥、出液管以及安裝在出液管上的出液閥,其中進液管與出液管分別與釜體相連接。
作為優(yōu)選,振動機構(gòu)包括固定安裝在底座上的振動彈簧、與底座經(jīng)振動彈簧相連接的承載架和位于承載架上的電動振子,控制機構(gòu)包括控制器,與控制器相連接的液晶屏、控制鍵盤、氣壓測量傳感器以及溫度傳感器,其中控制器內(nèi)設(shè)有采用單片機實現(xiàn)的微控芯片、與微控芯片相連接的溫度采集電路、與微控芯片相連接的氣體壓力采集電路、與微控芯片相連接的振動驅(qū)動電路、與微控芯片相連接的參數(shù)輸入電路、與微控芯片相連接的真空控制閥驅(qū)動電路以及與微控芯片相連接的顯示輸出電路,其中溫度采集電路的信號輸入端與溫度傳感器相連接,氣體壓力采集電路的信號輸入端與氣壓測量傳感器相連接,真空控制閥驅(qū)動電路的輸出端與真空排氣機構(gòu)中的真空控制閥相連接,振動驅(qū)動電路的輸出端與振動機構(gòu)的電動振子相連接,參數(shù)輸入電路的輸入端與控制鍵盤相連接,顯示輸出電路的輸出端與液晶屏相連接。
作為優(yōu)選,三個反應(yīng)釜內(nèi)均設(shè)有用于支撐浸入萃取劑中的物料的萃取架,萃取架上涂覆有防護涂層。
作為優(yōu)選,還設(shè)有位于三級萃取室上方的物料抓取機構(gòu),物料抓取機構(gòu)內(nèi)設(shè)有與控制機構(gòu)相連接的上料機械手,物料抓取機構(gòu)與控制機構(gòu)相連接,物料抓取機構(gòu)固定在三級萃取室上方。
本發(fā)明使用時,通過自動碼片機將所需相分離的電池單元極片有序定向的放置在萃取架上,三個反應(yīng)釜依次按照不同濃度注入好萃取用溶劑,按照工藝要求設(shè)定水浴溫度,待達到指定溫度后,開啟一級反應(yīng)釜的密封蓋,通過物料抓取機構(gòu)中的自動上料機械手按照將物料放入反應(yīng)釜中,按照工藝規(guī)定時間進行一級萃取后,再通過自動上料機械手將物料依次放入二級反應(yīng)釜、三級反應(yīng)釜中,其中三級萃取室中的3個反應(yīng)釜內(nèi)的溶劑濃度以及反應(yīng)時間各自不同,在萃取過程中,為加強溶劑的流通和擴散,還加入微波振蕩,由控制機構(gòu)控制振動機構(gòu)振動,以加速反應(yīng)氣體的快速溢出液體面有效提高溶劑與分離的極片擴散效果,再經(jīng)控制機構(gòu)控制真空排氣機構(gòu)排出反應(yīng)釜外,使反應(yīng)釜中水份含量得以控制,反應(yīng)過程始終保持恒溫狀態(tài)以保障置換相最佳溫度效果。
本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明設(shè)計合理,在主系統(tǒng)中設(shè)計了自動物料抓取上料機械手,精準(zhǔn),無污染減少磕碰造成的極片損傷,液面設(shè)計了自動補給以保障足夠的萃取用溶劑量,配有獨立的循環(huán)置換系統(tǒng)以保障溶劑濃度梯度依次流轉(zhuǎn),在輔助系統(tǒng)中增設(shè)了自動壓力調(diào)節(jié),真空度自調(diào)節(jié),和溫度補償系統(tǒng),以確保擴散效果得以提貨高,在密封蓋設(shè)計采用了壓力自調(diào)節(jié)系統(tǒng),密封效果提升,開啟采用自動液壓支臂,減少工作強度,在振動和傳導(dǎo)系統(tǒng)中采用了低噪音微波發(fā)生器減少聲噪,控制系統(tǒng)采用大液晶面,按工藝流程設(shè)計液面,與工作相對應(yīng),直觀便捷,兼顧提高效率和防止發(fā)生接觸腐蝕,增加了真空系統(tǒng)、振動系統(tǒng)和分隔式萃取架,減少反應(yīng)釜中水分含量,控制極性大分子量,防止正負極間及和物料架的接觸形成微電池造成集流體在相分離時腐蝕脆化,在實際使用中可操作性強,性能穩(wěn)定,相分離效率好。
附圖說明:
圖1為本發(fā)明中反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中:反應(yīng)釜1、底座2、振動彈簧3、承載架4、物料抓取機構(gòu)5、釜體6、密封蓋7、水浴夾套8、循環(huán)水管9、真空控制閥10、溶劑交換機構(gòu)11、萃取架12。
具體實施方式:
實施例1:如圖1、圖2所示的一種多孔態(tài)鋰離子電池相分離裝置,其特征在于設(shè)有用作三級萃取室的三個反應(yīng)釜1、用于支撐三級萃取室的底座2以及控制機構(gòu),三級萃取室固定在底座2上,底座2與三級萃取室之間設(shè)有與控制機構(gòu)相連接的振動機構(gòu),所述反應(yīng)釜1設(shè)有釜體6、與釜體6相連接的密封蓋7、水浴夾套8、真空排氣機構(gòu)以及溶劑交換機構(gòu)11,其中釜體6位于水浴夾套8中,水浴夾套8上還設(shè)有與外部儲水容器相連接的循環(huán)水管9,真空排氣機構(gòu)中設(shè)有固定在釜體上的真空控制閥10,溶劑交換機構(gòu)11包括進液管、安裝在進液管上的進液閥、出液管以及安裝在出液管上的出液閥,其中進液管與出液管分別與釜體6相連接。
本發(fā)明所述振動機構(gòu)設(shè)有與底座2經(jīng)振動彈簧3相連接的承載架4和位于承載架4上的電動振子,所述控制機構(gòu)包括控制器,與控制器相連接的液晶屏、控制鍵盤、氣壓測量傳感器以及溫度傳感器,其中控制器內(nèi)設(shè)有采用單片機實現(xiàn)的微控芯片、與微控芯片相連接的溫度采集電路、與微控芯片相連接的氣體壓力采集電路、與微控芯片相連接的振動驅(qū)動電路、與微控芯片相連接的參數(shù)輸入電路、與微控芯片相連接的真空控制閥驅(qū)動電路以及與微控芯片相連接的顯示輸出電路,其中溫度采集電路的信號輸入端與溫度傳感器相連接,氣體壓力采集電路的信號輸入端與氣壓測量傳感器相連接,真空控制閥驅(qū)動電路的輸出端與真空排氣機構(gòu)中的真空控制閥相連接,振動驅(qū)動電路的輸出端與振動機構(gòu)的電動振子相連接,參數(shù)輸入電路的輸入端與控制鍵盤相連接,顯示輸出電路的輸出端與液晶屏相連接。
本發(fā)明中三個反應(yīng)釜1內(nèi)分別設(shè)有用于支撐浸入萃取劑中的物料的萃取架,萃取架上設(shè)有防護涂層,能夠有效防止由于接觸造成的腐蝕。
本發(fā)明中還設(shè)有位于三級萃取室上方的物料抓取機構(gòu)5,物料抓取機構(gòu)5內(nèi)設(shè)有與控制機構(gòu)相連接的上料機械手,物料抓取機構(gòu)與控制機構(gòu)相連接,物料抓取機構(gòu)5固定在三級萃取室上方,用于將待處理物料送入/取出反應(yīng)釜1。
本發(fā)明使用時,通過自動碼片機將所需相分離的電池單元極片有序定向的放置在萃取架上,三個反應(yīng)釜依次按照不同濃度注入好萃取用溶劑,按照工藝要求設(shè)定水浴溫度,待達到指定溫度后,開啟一級反應(yīng)釜的密封蓋,通過物料抓取機構(gòu)中的自動上料機械手按照將物料放入反應(yīng)釜中,按照工藝規(guī)定時間進行一級萃取后,再通過自動上料機械手將物料依次放入二級反應(yīng)釜、三級反應(yīng)釜中,其中三級萃取室中的3個反應(yīng)釜內(nèi)的溶劑濃度以及反應(yīng)時間各自不同,在萃取過程中,為加強溶劑的流通和擴散,還加入微波振蕩,由控制機構(gòu)控制振動機構(gòu)振動,以加速反應(yīng)氣體的快速溢出液體面有效提高溶劑與分離的極片擴散效果,再經(jīng)控制機構(gòu)控制真空排氣機構(gòu)排出反應(yīng)釜外,使反應(yīng)釜中水份含量得以控制,反應(yīng)過程始終保持恒溫狀態(tài)以保障置換相最佳溫度效果。
本發(fā)明的優(yōu)點在于:設(shè)計合理,在主系統(tǒng)中設(shè)計了自動物料抓取上料機械手,精準(zhǔn),無污染減少磕碰造成的極片損傷,液面設(shè)計了自動補給以保障足夠的萃取用溶劑量,配有獨立的循環(huán)置換系統(tǒng)以保障溶劑濃度梯度依次流轉(zhuǎn),在輔助系統(tǒng)中增設(shè)了自動壓力調(diào)節(jié),真空度自調(diào)節(jié),和溫度補償系統(tǒng),以確保擴散效果得以提貨高,在密封蓋設(shè)計采用了壓力自調(diào)節(jié)系統(tǒng),密封效果提升,開啟采用自動液壓支臂,減少工作強度,在振動和傳導(dǎo)系統(tǒng)中采用了低噪音微波發(fā)生器減少聲噪,控制系統(tǒng)采用大液晶面,按工藝流程設(shè)計液面,與工作相對應(yīng),直觀便捷,兼顧提高效率和防止發(fā)生接觸腐蝕,增加了真空系統(tǒng)、振動系統(tǒng)和分隔式萃取架,減少反應(yīng)釜中水分含量,控制極性大分子量,防止正負極間及和物料架的接觸形成微電池造成集流體在相分離時腐蝕脆化,在實際使用中可操作性強,性能穩(wěn)定,相分離效率好。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。