[实用新型]新型电解液调配装置

说明书

本实用新型公开了一种新型电解液调配装置，包括调配容器、混合部件，以及制冷模块，所述制冷模块包括制冷板和支撑件，所述制冷板通过支撑件连接所述调配容器的内侧壁；所述制冷板为含空腔的密封结构，空腔内含冷冻液，所述制冷板为厚度0.5～4mm的不锈钢板、导热系数≥100W/(m·K)的金属板或不锈钢与热的良导体形成的复合板。本实用新型具有换热效率高、降温效果好，可提高电解液生产效率等优点。

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池电解液生产领域，特别涉及一种调配容器内设置制冷模块的新型电解液调配装置。

背景技术

近年来，锂离子电池的生产得到了快速的发展，电解液的用量也日益增加。在电解液的生产过程中，锂盐溶解产生溶剂化作用会释放出大量的热量，导致电解液温度上升；而温度的上升会导致锂盐和/或热不稳定性添加剂产生变质，因此电解液生产过程中需要严格控制温度。

目前普遍采用夹套釜进行降温，夹套内是循环流动的冷冻液(如乙二醇的水溶液)，釜内是调配的电解液溶液，通过夹套釜内壁进行热量交换，从而起到降低溶液温度的作用。当釜的体积较小(如小于5000L)时，内壁用于热交换的面积相对于釜的体积较大，可以满足电解液生产迅速降温的要求；但当釜的体积上升到10000L甚至更高时，由于提高生产效率的需要，往往在釜上安装2～3个甚至更多的锂盐加料口，单位时间内溶解的锂盐更多，热量的释放速度更快，无法满足控制温度的需求，只能降低锂盐加料速率，此时，夹套釜冷却的方式就变成了生产过程的瓶颈，限制了电解液的生产速率。

经分析发现，造成夹套釜换热瓶颈的主要原因如下：

(1)夹套釜内壁换热面积有限。

为提高换热面积，东莞杉杉专利CN103390771A公开了采用循环泵将电解液转移到混合釜外进行换热的方法，釜外部空间大，可以配置不同面积的换热器来解决釜内壁换热面积小的问题，从而提高生产效率。但这种方式也存在缺陷，如外部管道中容易积累电解液残液，清洗时需消耗大量溶剂，容易造成浪费。

(2)冷冻液和电解液的温差不足。

通过降低冷冻液的温度来提高冷冻液和电解液的温差，这在一定范围内有效，但降低冷冻液温度对冷冻机和输送管道的保温提出了更高的要求，导致能量的利用效率下降和成本上升，总体经济性差。

(3)釜内壁导热速度慢。

首先，釜内壁的导热速度与釜壁的材料有关。一般地，不锈钢材料的导热率并不理想，例如SS304的导热速度仅为15W/(m·K)，不锈钢SS316L的导热速度为14W/(m·K)左右。相比之下，银的导热速度为420W/(m·K)，铜的导热速度为400W/(m·K)，铝稍差一些，也有237W/(m·K)，都显著高于不锈钢材料。不锈钢的导热速度仅为银、铜等金属的3～4％，差距十分显著，但银、铜等金属的机械强度较低，成本较高。

其次，釜内壁的导热速度与壁厚成反比。当成本限制较严格时，在材质不变的情况下，可以降低换热壁的厚度来提高换热速度。如果将壁厚减薄到原来的1/4，则换热速度将上升到原来的4倍左右。然而，夹套釜内壁除了换热之外，还承担着支撑内容物的作用，若釜内壁过薄，其在电解液溶液巨大的重量压迫下可能变形或破裂，造成安全事故。因此，釜内壁必须做得较厚以增加其强度，以保证使用安全，这一要求与减薄板材以提高导热能力又是互相矛盾的。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种换热效率高、降温效果好、结构简单、安全有效的电解液调配装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型电解液调配装置，包括调配容器、混合部件，所述电解液调配装置还包括：