一種多孔態鋰離子電池相分離裝置的製作方法
2024-03-30 07:00:05
本發明屬於相分離設備技術領域，具體地說是一種多孔態鋰離子電池相分離裝置。
背景技術：
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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、環保等特點成為當前最具潛力的電源，並以綠色能源著稱。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，提高鋰離子交換數量，提高倍率性能降低極化，製造多孔電極與多孔隔離膜 。 採取有機無機材料複合膜與電極經疊片熱複合製備成電極單元利用與對應溶劑可發生反應的可溶性材料作為預埋造孔劑，將可溶相溶解並分離，製備出微孔。為使孔徑均一，孔率高，相分離徹底去除可溶性雜誌採取相應的工藝控制，對溶劑的濃度分級控制，採取逆向上料，對反應溫度，水分含量，反應富氣均採取有效控制，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。由於電池片微孔中會存在氣體，不利於溶劑與電池片的良好接觸，且溶劑不發生運動，受擴散影響，萃取效率較低。
技術實現要素：
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本發明針對現有技術中存在的缺點和不足，提出一種通過恆溫控制、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鋰離子聚合物電池萃相分離成孔的多孔態鋰離子電池相分離裝置。
本發明的技術解決措施如下：
一種多孔態鋰離子電池相分離裝置，設有作為三級萃取室的三個反應釜、用於支撐三級萃取室的底座以及控制機構，三級萃取室通過振動機構固定在底座上，振動機構設置於底座的頂面與三級萃取室的底部之間，反應釜包括釜體、與釜體相連接的密封蓋、水浴夾套、真空排氣機構以及溶劑交換機構，其中釜體位於水浴夾套中，水浴夾套上還設有與外部儲水容器相連接的循環水管，真空排氣機構中設有固定在釜體上的真空控制閥，溶劑交換機構包括進液管、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。
作為優選，振動機構包括固定安裝在底座上的振動彈簧、與底座經振動彈簧相連接的承載架和位於承載架上的電動振子，控制機構包括控制器，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，其中控制器內設有採用單片機實現的微控晶片、與微控晶片相連接的溫度採集電路、與微控晶片相連接的氣體壓力採集電路、與微控晶片相連接的振動驅動電路、與微控晶片相連接的參數輸入電路、與微控晶片相連接的真空控制閥驅動電路以及與微控晶片相連接的顯示輸出電路，其中溫度採集電路的信號輸入端與溫度傳感器相連接，氣體壓力採集電路的信號輸入端與氣壓測量傳感器相連接，真空控制閥驅動電路的輸出端與真空排氣機構中的真空控制閥相連接，振動驅動電路的輸出端與振動機構的電動振子相連接，參數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。
作為優選，三個反應釜內均設有用於支撐浸入萃取劑中的物料的萃取架，萃取架上塗覆有防護塗層。
作為優選，還設有位於三級萃取室上方的物料抓取機構，物料抓取機構內設有與控制機構相連接的上料機械手，物料抓取機構與控制機構相連接，物料抓取機構固定在三級萃取室上方。
本發明使用時，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，三個反應釜依次按照不同濃度注入好萃取用溶劑，按照工藝要求設定水浴溫度，待達到指定溫度後，開啟一級反應釜的密封蓋，通過物料抓取機構中的自動上料機械手按照將物料放入反應釜中，按照工藝規定時間進行一級萃取後，再通過自動上料機械手將物料依次放入二級反應釜、三級反應釜中，其中三級萃取室中的3個反應釜內的溶劑濃度以及反應時間各自不同，在萃取過程中，為加強溶劑的流通和擴散，還加入微波振蕩，由控制機構控制振動機構振動，以加速反應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，再經控制機構控制真空排氣機構排出反應釜外，使反應釜中水份含量得以控制，反應過程始終保持恆溫狀態以保障置換相最佳溫度效果。
本發明的有益效果在於：
本發明設計合理，在主系統中設計了自動物料抓取上料機械手，精準，無汙染減少磕碰造成的極片損傷，液面設計了自動補給以保障足夠的萃取用溶劑量，配有獨立的循環置換系統以保障溶劑濃度梯度依次流轉，在輔助系統中增設了自動壓力調節，真空度自調節，和溫度補償系統，以確保擴散效果得以提貨高，在密封蓋設計採用了壓力自調節系統，密封效果提升，開啟採用自動液壓支臂，減少工作強度，在振動和傳導系統中採用了低噪音微波發生器減少聲噪，控制系統採用大液晶面，按工藝流程設計液面，與工作相對應，直觀便捷，兼顧提高效率和防止發生接觸腐蝕，增加了真空系統、振動系統和分隔式萃取架，減少反應釜中水分含量，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，性能穩定，相分離效率好。
附圖說明：
圖1為本發明中反應釜的結構示意圖；
圖2為本發明的結構示意圖；
圖中：反應釜1、底座2、振動彈簧3、承載架4、物料抓取機構5、釜體6、密封蓋7、水浴夾套8、循環水管9、真空控制閥10、溶劑交換機構11、萃取架12。
具體實施方式：
實施例1：如圖1、圖2所示的一種多孔態鋰離子電池相分離裝置，其特徵在於設有用作三級萃取室的三個反應釜1、用於支撐三級萃取室的底座2以及控制機構，三級萃取室固定在底座2上，底座2與三級萃取室之間設有與控制機構相連接的振動機構，所述反應釜1設有釜體6、與釜體6相連接的密封蓋7、水浴夾套8、真空排氣機構以及溶劑交換機構11，其中釜體6位於水浴夾套8中，水浴夾套8上還設有與外部儲水容器相連接的循環水管9，真空排氣機構中設有固定在釜體上的真空控制閥10，溶劑交換機構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。
本發明所述振動機構設有與底座2經振動彈簧3相連接的承載架4和位於承載架4上的電動振子，所述控制機構包括控制器，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，其中控制器內設有採用單片機實現的微控晶片、與微控晶片相連接的溫度採集電路、與微控晶片相連接的氣體壓力採集電路、與微控晶片相連接的振動驅動電路、與微控晶片相連接的參數輸入電路、與微控晶片相連接的真空控制閥驅動電路以及與微控晶片相連接的顯示輸出電路，其中溫度採集電路的信號輸入端與溫度傳感器相連接，氣體壓力採集電路的信號輸入端與氣壓測量傳感器相連接，真空控制閥驅動電路的輸出端與真空排氣機構中的真空控制閥相連接，振動驅動電路的輸出端與振動機構的電動振子相連接，參數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。
本發明中三個反應釜1內分別設有用於支撐浸入萃取劑中的物料的萃取架，萃取架上設有防護塗層，能夠有效防止由於接觸造成的腐蝕。
本發明中還設有位於三級萃取室上方的物料抓取機構5，物料抓取機構5內設有與控制機構相連接的上料機械手，物料抓取機構與控制機構相連接，物料抓取機構5固定在三級萃取室上方，用於將待處理物料送入/取出反應釜1。
本發明使用時，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，三個反應釜依次按照不同濃度注入好萃取用溶劑，按照工藝要求設定水浴溫度，待達到指定溫度後，開啟一級反應釜的密封蓋，通過物料抓取機構中的自動上料機械手按照將物料放入反應釜中，按照工藝規定時間進行一級萃取後，再通過自動上料機械手將物料依次放入二級反應釜、三級反應釜中，其中三級萃取室中的3個反應釜內的溶劑濃度以及反應時間各自不同，在萃取過程中，為加強溶劑的流通和擴散，還加入微波振蕩，由控制機構控制振動機構振動，以加速反應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，再經控制機構控制真空排氣機構排出反應釜外，使反應釜中水份含量得以控制，反應過程始終保持恆溫狀態以保障置換相最佳溫度效果。
本發明的優點在於：設計合理，在主系統中設計了自動物料抓取上料機械手，精準，無汙染減少磕碰造成的極片損傷，液面設計了自動補給以保障足夠的萃取用溶劑量，配有獨立的循環置換系統以保障溶劑濃度梯度依次流轉，在輔助系統中增設了自動壓力調節，真空度自調節，和溫度補償系統，以確保擴散效果得以提貨高，在密封蓋設計採用了壓力自調節系統，密封效果提升，開啟採用自動液壓支臂，減少工作強度，在振動和傳導系統中採用了低噪音微波發生器減少聲噪，控制系統採用大液晶面，按工藝流程設計液面，與工作相對應，直觀便捷，兼顧提高效率和防止發生接觸腐蝕，增加了真空系統、振動系統和分隔式萃取架，減少反應釜中水分含量，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，性能穩定，相分離效率好。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。