一种用于锂离子电池电解液及溶剂纯化过滤一体化设备

1.本实用新型涉及电解液生产技术领域，具体而言，涉及一种用于锂离子电池电解液及溶剂纯化过滤一体化设备。


背景技术：

2.在锂离子电池电解液的生产过程中，需要用到多种有机溶剂，这些溶剂需要转移至特定的存储罐，且使用前均需要经过长时间的纯化处理，溶剂的过滤和纯化过程繁琐费时，影响电解液的生产进度。另外，电解液在分装过程中也需要过滤和除杂处理以保证电解液的质量。
3.cn215609940u公开一种电解液除金属杂质装置，其中，所述装置包括沉淀筒，该沉淀筒的上表面固定连通有电解液料斗和沉淀相料斗，所述电解液料斗的上表面和沉淀相料斗的上表面均通过合页固定铰接有密封盖，所述沉淀筒的底面固定镶嵌有环形排列的过滤网，所述沉淀筒的底面固定连接有萃取锥桶，所述萃取锥桶的右侧面固定连通有萃取相料斗。该电解液除金属杂质装置，通过萃取箱料斗可以方便的投放萃取剂，并通过曝气泵和曝气管实现对电解液和萃取剂的曝气，实现金属离子的萃取并产生有机相液，通过抽液泵和吸液管对有机相液进行抽取，实现电解液的二次纯化，有效去除电解液内部的金属杂质，便于电解液安全稳定使用。上述设备结构比较复杂，需要定期维护。因此设计人员设计合理的纯化设备来满足实际生产的需求。


技术实现要素：

4.为了弥补现有技术问题，本实用新型提供了一种电解液及溶剂纯化过滤一体化设备。该设备结构设计简单，功能齐全，可有效提高电解液和溶剂的纯化效率，实用性强。
5.本实用新型提供了一种电解液及溶剂纯化过滤一体化设备，其包括：
6.封闭的壳体，在距离壳体的底部1/5至1/3高度处在壳体的内部设置有隔离滤网，从而将壳体的内部空间分隔为上部分和下部分，在壳体的内部中心设置有从底部向上延伸并穿过隔离滤网的滤芯；和
7.支撑所述壳体的支架；
8.在所述壳体的顶部设置有进料口，用于进料待过滤的溶剂或电解液；
9.在所述壳体的底部设置有出料口，出料口直接与滤芯的底部连接，
10.在所述壳体的内部空间的上部分填充有分子筛。
11.在一个优选的实施方式中，所述滤芯的顶部距离所述壳体的顶部为壳体高度的1/5至1/2，优选1/4至1/3。
12.在一个优选的实施方式中，所述滤芯的横截面积为所述壳体的横截面积的1/20至1/4。
13.在另一个优选的实施方式中，所述滤芯为钛棒滤芯或不锈钢滤芯，所述滤芯的过滤精度为0.1μm至100μm。
14.在又一个优选的实施方式中，所述钛棒滤过滤精度为为0.2μm至50μm。
15.在又一个优选的实施方式中，所述不锈钢滤芯规格，过滤精度为0.3μm至100μm，细网朝外。
16.在又一个优选的实施方式中，所述分子筛为未改性的分子筛或锂化分子筛，更优选为选自3a分子筛、4a分子筛、5a分子筛、锂化处理得到的3a锂化分子筛、锂化处理得到的4a锂化分子筛和锂化处理得到的5a锂化分子筛中的一种或多种。
17.在又一个优选的实施方式中，所述壳体为圆柱体或长方体，更优选为圆柱体。
18.在又一个优选的实施方式中，所述壳体为金属壳体，更优选为不锈钢壳体。
19.在又一个优选的实施方式中，所述壳体通过焊接或螺栓固定在所述支架上。
20.在又一个优选的实施方式中，用于纯化溶剂时，所述分子筛为选自3a分子筛、4a分子筛和5a分子筛中的一种或多种，并且所述滤芯为钛棒滤芯。
21.在又一个优选的实施方式中，所述溶剂包括但不限于碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二甲酯(dmc)或碳酸甲乙酯(emc)等。
22.在又一个优选的实施方式中，当用于纯化电解液时，所述分子筛为选自锂化处理得到的3a锂化分子筛、锂化处理得到的4a锂化分子筛和锂化处理得到的5a锂化分子筛中的一种或多种以上，并且所述滤芯为不锈钢滤芯。
23.在又一个优选的实施方式中，所述电解液包括但不限于磷酸铁锂电池用电解液、三元或锰酸锂电池用电解液和高能量密度电池类电解液等。
24.在本实用新型中所述的电解液及溶剂纯化过滤一体化设备中使用了分子筛和滤芯进行双重过滤，能够充分除去了溶剂或电解液中存在的杂质。
25.分子筛：其一，分子筛对物质的吸附源于范德华力作用的物理吸附，其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场，对极性分子(如水)和不饱和分子表现出强烈的吸附能力。其二，分子筛的孔径分布非常均一，只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部。
26.滤芯：钛棒滤芯具有耐腐蚀，耐高温，强度大，过滤精度容易保证，易再生等优异性能，用来过滤溶剂，且再生方法简单，再生后可重复使用。不锈钢滤芯具有耐蚀性、耐热性、耐压性、耐磨性好，不锈钢滤芯气孔均匀、精确的过滤精度，不锈钢滤芯单位面积的流量大，不锈钢滤芯适用低温、高温环境，重要的是清洗之后可以再使用，免更换。
27.因此，使用根据本实用新型的电解液及溶剂纯化过滤一体化设备进行纯化溶剂或电解液时，其能够吸附溶剂中的水分子降低含水量，其它小分子也能进入分子筛内部，从而实现纯化电解液或溶剂的效果。
附图说明
28.图1为根据本实用新型的电解液及溶剂纯化过滤一体化设备的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将结合实施例进一步描述本实用新型。下面具体的实施方式时用于阐述本实用新型，而非限制本本实用新型的范围。
30.如图1所示，根据本实用新型的电解液及溶剂纯化过滤一体化设备1包括：封闭的
不锈钢壳体3，其为圆柱体；在距离壳体的底部1/4高度处在壳体的内部设置有隔离滤网6，从而将壳体的内部空间设置为上部分和下部分，在壳体的内部中心设置有从底部向上延伸并穿过滤网6的滤芯4；和支撑所述壳体的支架7；在所述壳体的顶部设置有进料口1，用于进料待过滤的原料；在所述壳体的底部设置有出料口8，出料口8直接与滤芯4的底部连接，用于排出纯化后的溶剂或电解质。
31.实施例1
32.溶剂碳酸乙烯酯(ec)的纯化
33.不锈钢壳体为圆柱体，所述分子筛为3a分子筛(上海有新分子筛有限公司)，滤芯为钛棒滤芯(10英寸，长300mm，宽60mm，精度10μm)。
34.在进料口加入碳酸乙烯酯溶剂原料，通过纯化过滤一体化设备进行过滤。水含量由15.75ppm降低到3.25ppm，色度为5。
35.实施例2
36.溶剂碳酸二甲酯(dec)的纯化
37.不锈钢壳体为圆柱体，所述分子筛为4a分子筛(上海有新分子筛有限公司)，滤芯为钛棒滤芯(10英寸，长300mm，宽60mm，精度4.5μm)。
38.在进料口加入碳酸二甲烯酯溶剂原料，通过纯化过滤一体化设备进行过滤。水含量由13.37ppm降低到2.85ppm，色度为5。
39.实施例3
40.电解液的纯化
41.不锈钢壳体为圆柱体，所述分子筛为锂化分子筛为锂化处理得到的锂化3a分子筛，(上海有新分子筛有限公司)，滤芯为不锈钢滤芯(10英寸，长300mm，宽60mm，精度50μm)。
42.在进料口加入磷酸铁锂软包电池所用的sg101a2电解液，通过纯化过滤一体化设备进行过滤。水含量由12.45ppm降低到2.46ppm，色度为5。
43.实施例4
44.电解液的纯化
45.不锈钢壳体为圆柱体，所述分子筛为锂化分子筛为锂化处理得到的锂化4a分子筛(上海有新分子筛有限公司)，滤芯为不锈钢滤芯(10英寸，长300mm，宽60mm，精度10μm)。
46.在进料口加入nca/硅碳圆柱电池所用的sg202c1电解液，通过纯化过滤一体化设备进行过滤。水含量由12.45ppm降低到2.3ppm，色度为5。
47.从实施例1至实施例4可以看出，通过本实用新型的电解液及溶剂纯化过滤一体化设备能够有效果纯化溶剂和电解液。