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一種適用于鋰電池原料生產(chǎn)的磁性物質(zhì)過濾裝置及工藝的制作方法

文檔序號(hào):40652991發(fā)布日期:2025-01-10 19:00閱讀:8來源:國(guó)知局
一種適用于鋰電池原料生產(chǎn)的磁性物質(zhì)過濾裝置及工藝的制作方法

本發(fā)明涉及精密過濾設(shè)備。


背景技術(shù):

1、電池級(jí)碳酸鋰、磷酸鋰、氫氧化鋰、磷酸鐵等是生產(chǎn)鋰電池的原料,主要用于制備鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料及磷酸鐵鋰等鋰離子電池正極材料,當(dāng)正極材料中存在磁性物質(zhì)時(shí),如fe、cr和zn等,磁性雜質(zhì)顆粒可能會(huì)在電池充放電過程中引起短路,導(dǎo)致電池發(fā)熱、燃燒甚至爆炸。這些磁性雜質(zhì)顆粒(如fe、cr、zn、ni等金屬元素)通常以微小顆粒狀態(tài)存在。在電池充放電過程中,電解質(zhì)中的有機(jī)物質(zhì)可能會(huì)以磁性顆粒為基體團(tuán)聚生長(zhǎng)形成棱角或尖刺,這些顆粒在正極氧化后移動(dòng)到負(fù)極還原,有可能刺穿電池隔膜,造成內(nèi)部短路和急劇自放電。造成電池自放電、鼓包,甚至引起短路、爆炸,鋰電池中磁性物質(zhì)含量越高,其自放電率越大。磁性雜質(zhì)的存在會(huì)降低電池材料的比容量和能量密度。一些磁性雜質(zhì)還會(huì)與電解液發(fā)生副反應(yīng),影響電池的一致性、使用壽命和安全性。

2、目前,通常采用磁棒過濾器進(jìn)行過濾,對(duì)非鐵磁性物質(zhì)或者弱鐵磁性物質(zhì)效果不明顯。僅通過物理吸附難以達(dá)到深度降磁的效果,導(dǎo)致利用該電池級(jí)碳酸鋰材料制得的電池安全性無法保障,因此有必要研發(fā)新型的磁性物質(zhì)過濾裝置及過濾工藝。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于:為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一是提供一種適用于鋰電池原料生產(chǎn)的磁性物質(zhì)過濾工藝,操作方便,過濾效果好。

2、本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的具體采用以下技術(shù)方案:

3、一種適用于鋰電池原料生產(chǎn)的磁性物質(zhì)過濾工藝,包括以下步驟:

4、步驟s1:整備原液,進(jìn)行初濾,減少磁性雜質(zhì);

5、步驟s2:原液注入緩沖池,初步沉降;

6、步驟s3:抽取緩沖池上層清液泵送精密過濾器,開啟泄壓管路,雜質(zhì)回流;

7、步驟s4:關(guān)閉泄壓管路,開啟上層清液回流,穩(wěn)定系統(tǒng);

8、步驟s5:系統(tǒng)穩(wěn)定后關(guān)閉上層清液回流,清液沿溢流管自流至清液池;

9、步驟s6:運(yùn)行一定時(shí)間,開啟反沖閥門,清理濾餅;

10、步驟s7:進(jìn)行排渣,排渣后重復(fù)步驟s3。

11、通過上述方案,原液經(jīng)過初濾過濾掉大顆粒磁性雜質(zhì),隨后通入緩沖池進(jìn)行緩沖和沉降,隨后抽取上層清液并泵送至精密過濾器,開啟泄壓管路,此時(shí)過濾器內(nèi)液面上的細(xì)小懸浮物從泄壓口返回緩沖池,隨后關(guān)閉泄壓管路,液面上升開啟上層清液回流,過濾初始階段精度難以達(dá)到要求,清液沿上層清液回流管道返回緩沖池,待系統(tǒng)穩(wěn)定后過濾進(jìn)度達(dá)到要求后,關(guān)閉上層清液回流,清液溢流管自流至清液池,系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間,開啟反沖閥門,清理濾餅,濾餅積攢一定程度進(jìn)行排渣,然后繼續(xù)開始步驟s3,整個(gè)過程規(guī)劃合理,盡可能的避免大顆粒懸浮物進(jìn)入清液池,提高對(duì)磁性雜質(zhì)和其他雜質(zhì)的過濾性能,提高電池原料溶液的純度。

12、進(jìn)一步的,步驟s5中,過濾壓力不超過0.1mpa。

13、通過上述方案,低壓運(yùn)行,便于維持裝置穩(wěn)定運(yùn)行,避免使用過程中因壓力過大而破損,同時(shí)避免造成易形變的線性顆粒被擠入膜孔。

14、進(jìn)一步的,每隔12h使用再生液對(duì)精密過濾器進(jìn)行一次清洗。

15、通過上述方案,定期采用再生液清洗,可有效的減少精密過濾器內(nèi)濾餅堆積,提高裝置持續(xù)運(yùn)行時(shí)間。

16、本發(fā)明的目的二是提供一種適用于鋰電池原料生產(chǎn)的磁性物質(zhì)過濾裝置,結(jié)構(gòu)新穎,運(yùn)行方便,過濾精密,有效了減少了溶液中的弱磁性和不溶性雜質(zhì),提高鋰電池原料溶液的純度,有效的提高原料的安全性。

17、一種適用于鋰電池原料生產(chǎn)的磁性物質(zhì)過濾裝置,包括緩沖池、精密過濾器、污泥池、清液池,所述精密過濾器包括上筒體、微濾膜管組、下筒體,所述上筒體設(shè)有通入所述緩沖池的清液回流閥和通入所述清液池的溢流管,所述下筒體設(shè)有通入緩沖池的泵送進(jìn)液管和帶有閥門的反沖回流管,所述清液回流閥輸出端通過三通與反沖回流管連接,所述泵送進(jìn)液管伸入所述下筒體的端部開口設(shè)有多個(gè)并采用錯(cuò)流設(shè)置,所述所述微濾膜管組包括位于上端的連接部和設(shè)于連接部上的若干膜管,所述膜管外周壁分布有若干擾流凸起,所述泵送進(jìn)液管水流沖擊方向與所述膜管方向錯(cuò)開設(shè)置,所述膜管上設(shè)有支撐機(jī)構(gòu),所述膜管為多孔的膨化聚四氟乙烯薄膜,所述下筒體內(nèi)設(shè)有輔助反沖組件。

18、通過上述方案,溶液進(jìn)入緩沖池初步緩沖靜置,隨后通過泵送進(jìn)液管通入下筒體,開口設(shè)有多個(gè)并采用錯(cuò)流設(shè)置,擾亂水流方向,減少水流沖擊膜管,減少易形變的線性顆粒被擠入膜孔,減少易粘附物質(zhì)在膜面的堆積,隨著水流增大,膜面水流剪切力上升,膜面聚集的易變性固體被帶走,濃差極化減弱,有利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,開啟反沖回流管將液面上層浮渣導(dǎo)入緩沖池,隨后關(guān)閉反沖回流管,液位向上經(jīng)過微濾膜管組并進(jìn)入上筒體,即溶液進(jìn)入,此時(shí)濾液純度不足,開啟清液回流閥將上筒體內(nèi)初濾清液反流至緩沖池,運(yùn)行一段時(shí)間,系統(tǒng)穩(wěn)定后,上筒體內(nèi)清液純度滿足要求后,關(guān)閉清液回流閥,濾液沿溢流管進(jìn)入清液池,系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間,開啟反沖回流管,下筒體液面迅速下降,上筒體內(nèi)清液反沖膜管,將下筒體膜管外周集聚的濾餅進(jìn)行反沖,方便沖下濾餅,同時(shí)開啟輔助反沖組件,提高清理效率,整個(gè)裝置布局合理,運(yùn)行穩(wěn)定,過濾精密,有效了減少了溶液中的弱磁性和不溶性雜質(zhì),提高鋰電池原料溶液的純度,有效的提高原料的安全性。

19、進(jìn)一步的,所述微濾膜管組包括中間開口的蓋板、多孔板、橡膠密封圈,所述連接部外沿嵌入所述多孔板和橡膠密封圈間,所述蓋板和所述橡膠密封圈固定于所述上筒體和下筒體間。

20、通過上述方案,蓋板配合多孔板和橡膠密封圈便于固定連接部,并未連接部提供穩(wěn)定支撐,設(shè)置多孔板,便于將清液導(dǎo)入至上筒體,整個(gè)結(jié)構(gòu)密封緊密。

21、進(jìn)一步的,所述支撐機(jī)構(gòu)包括設(shè)于所述膜管內(nèi)的支撐骨架和位于所述膜管外壁下端的固定卡環(huán),所述固定卡環(huán)與所述連接部固定,所述支撐骨架上沿長(zhǎng)度方向分布有導(dǎo)流槽。

22、通過上述方案,設(shè)置支撐骨架和固定卡環(huán),便于維持膜管姿態(tài),減少膜管變形和折疊,同時(shí)設(shè)置導(dǎo)流槽便于對(duì)膜管內(nèi)清液進(jìn)行導(dǎo)流,整個(gè)機(jī)構(gòu)支撐效果好,有利于維持膜管長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。

23、進(jìn)一步的,所述下筒體上設(shè)有壓力表,所述下筒體底端設(shè)有通入所述污泥池的排渣閥,所述下筒體下端設(shè)有再生液接口。

24、通過上述方案,設(shè)置壓力表方便觀測(cè)下筒體內(nèi)壓力,從而判斷濾餅堆積程度,同時(shí)設(shè)置排渣閥方便將反沖下的濾渣濾餅排出,同時(shí)設(shè)置再生液接口,方便導(dǎo)入再生液對(duì)裝置進(jìn)行清洗。

25、進(jìn)一步的,所述輔助反沖組件包括所述下筒體內(nèi)壁陣列的反沖噴嘴,所述反沖噴嘴成傾斜朝向所述膜管,所述下筒體外周壁設(shè)有環(huán)形管,所述環(huán)形管通過管道與所述泵送進(jìn)液管連接,所述環(huán)形管與所述泵送進(jìn)液管連接處設(shè)有電磁三通閥。

26、通過上述方案,開啟反沖回流管,下筒體液面迅速下降,上筒體內(nèi)清液反沖膜管,液面降低后,通過電磁三通閥控制進(jìn)液管進(jìn)液導(dǎo)入環(huán)形管,促使溶液自反沖噴嘴向膜管噴灑,沖擊濾餅殘?jiān)?,進(jìn)一步提高裝置反沖效果。

27、進(jìn)一步的,所述膜管相互交錯(cuò)設(shè)置,所述反沖噴嘴均勻朝向每個(gè)膜管設(shè)置。

28、通過上述方案,膜管相互交錯(cuò)設(shè)置便于提高膜管與溶液的接觸空間,同時(shí)反沖噴嘴均勻朝向每個(gè)膜管設(shè)置,提高反沖噴嘴沖洗濾餅效果。

29、進(jìn)一步的,所述反沖噴嘴出水端設(shè)有若干噴管,所述噴管沿豎直方向設(shè)置,所述噴管朝向沿所述膜管長(zhǎng)度方向分布。

30、通過上述方案,噴管朝向沿膜管長(zhǎng)度方向分布,便于形成覆蓋膜管的噴流,覆蓋全面,提高清理效果。

31、1、本發(fā)明處理工藝設(shè)計(jì)合理,原液經(jīng)過初濾過濾掉大顆粒磁性雜質(zhì),隨后通入緩沖池進(jìn)行緩沖和沉降,隨后抽取上層清液并泵送至精密過濾器,開啟泄壓管路,此時(shí)過濾器內(nèi)液面上的細(xì)小懸浮物從泄壓口返回緩沖池,隨后關(guān)閉泄壓管路,液面上升開啟上層清液回流,過濾初始階段精度難以達(dá)到要求,清液沿上層清液回流管道返回緩沖池,待系統(tǒng)穩(wěn)定后過濾進(jìn)度達(dá)到要求后,關(guān)閉上層清液回流,清液溢流管自流至清液池,系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間,開啟反沖閥門,清理濾餅,濾餅積攢一定程度進(jìn)行排渣,然后繼續(xù)開始步驟s3,整個(gè)過程規(guī)劃合理,盡可能的避免大顆粒懸浮物進(jìn)入清液池,提高對(duì)磁性雜質(zhì)和其他雜質(zhì)的過濾性能,提高電池原料溶液的純度;

32、2、溶液進(jìn)入緩沖池初步緩沖靜置,隨后通過泵送進(jìn)液管通入下筒體,開口設(shè)有多個(gè)并采用錯(cuò)流設(shè)置,擾亂水流方向,減少水流沖擊膜管,減少易形變的線性顆粒被擠入膜孔,減少易粘附物質(zhì)在膜面的堆積,隨著水流增大,膜面水流剪切力上升,膜面聚集的易變性固體被帶走,濃差極化減弱,有利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,開啟反沖回流管將液面上層浮渣導(dǎo)入緩沖池,隨后關(guān)閉反沖回流管,液位向上經(jīng)過微濾膜管組并進(jìn)入上筒體,即溶液進(jìn)入,此時(shí)濾液純度不足,開啟清液回流閥將上筒體內(nèi)初濾清液反流至緩沖池,運(yùn)行一段時(shí)間,系統(tǒng)穩(wěn)定后,上筒體內(nèi)清液純度滿足要求后,關(guān)閉清液回流閥,濾液沿溢流管進(jìn)入清液池,系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間,開啟反沖回流管,下筒體液面迅速下降,上筒體內(nèi)清液反沖膜管,將下筒體膜管外周集聚的濾餅進(jìn)行反沖,方便沖下濾餅,同時(shí)開啟輔助反沖組件,提高清理效率,整個(gè)裝置布局合理,運(yùn)行穩(wěn)定,過濾精密,有效了減少了溶液中的弱磁性和不溶性雜質(zhì),提高鋰電池原料溶液的純度,有效的提高原料的安全性;

33、3、開啟反沖回流管,下筒體液面迅速下降,上筒體內(nèi)清液反沖膜管,液面降低后,通過電磁三通閥控制進(jìn)液管進(jìn)液導(dǎo)入環(huán)形管,促使溶液自反沖噴嘴向膜管噴灑,沖擊濾餅殘?jiān)M(jìn)一步提高裝置反沖效果。

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