本發(fā)明涉及碳酸鋰溶液結(jié)晶領(lǐng)域，特別涉及一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件和方法。

背景技術(shù)：

1、碳酸鋰應(yīng)用廣泛，作為鋰電產(chǎn)業(yè)的核心原材料，其現(xiàn)階段主要用途為制備鋰電池正極材料，用于新能源汽車和儲(chǔ)能等領(lǐng)域。碳酸鋰的終端消費(fèi)主要是工業(yè)級(jí)碳酸鋰和電池級(jí)碳酸鋰的應(yīng)用。電池級(jí)碳酸鋰最終用于下游產(chǎn)業(yè)的電子消費(fèi)，新能源電池是最主要的應(yīng)用方向；而工業(yè)級(jí)碳酸鋰可以用于潤(rùn)滑劑、催化劑、傳統(tǒng)陶瓷、玻璃等行業(yè)，同時(shí)也可以經(jīng)過提純處理得到電池級(jí)碳酸鋰應(yīng)用到新能源產(chǎn)業(yè)。

2、實(shí)驗(yàn)室制取的晶體級(jí)碳酸鋰的原料是濃度較高的碳酸鋰粉末，再對(duì)粉末進(jìn)行結(jié)晶實(shí)驗(yàn)；現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的結(jié)晶法所得到的晶體體積較小，無(wú)法滿足現(xiàn)有技術(shù)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述不足之處提供一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件和方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在實(shí)驗(yàn)室制備碳酸鋰晶體時(shí)晶體體積小，結(jié)晶過程復(fù)雜的問題。

2、本發(fā)明是通過下述方案來實(shí)現(xiàn)的：

3、一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件，至少包括但不限于冷凍組件、過濾組件、結(jié)晶組件和排液組件；所述冷凍單元用于將配置好的溶液進(jìn)行冷凍處理，所述過濾組件用于將冷凍處理后的溶液進(jìn)行過濾，所述結(jié)晶組件用于對(duì)過濾后的溶液進(jìn)行結(jié)晶，所述排液組件用于將結(jié)晶組件中的廢液排離；所述結(jié)晶組件中設(shè)置有纖維進(jìn)行結(jié)晶處理，所述過濾組件和排液組件通過泵體與結(jié)晶組件連接。

4、基于上述一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件的結(jié)構(gòu)，所述冷凍組件為冷凍箱，所述過濾組件為玻璃棒、濾紙和漏斗；將濾紙?zhí)自O(shè)在漏斗上，通過玻璃棒將碳酸鋰溶液引流到濾紙上進(jìn)行過濾；過濾組件和排液組件分別通過蠕動(dòng)泵與結(jié)晶組件進(jìn)行連接。

5、基于上述一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)晶組件包括結(jié)晶器、蓋體、玻璃載體和纖維絲；所述纖維絲設(shè)置在玻璃載體上，所述結(jié)晶器上端開口設(shè)置，所述蓋體蓋合在結(jié)晶器上，所述蓋體上設(shè)置有透氣孔。

6、基于上述一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件的結(jié)構(gòu)，結(jié)晶組件包括結(jié)晶器、蓋體、結(jié)晶框架、樹狀并排細(xì)玻璃件和纖維絲；所述結(jié)晶器上端開口設(shè)置，所述蓋體上設(shè)置有透氣孔，所述蓋體蓋合在結(jié)晶器上，所述樹狀并排細(xì)玻璃件在結(jié)晶框架上設(shè)置多個(gè)，所述纖維絲設(shè)置在樹狀并排細(xì)玻璃件上。

7、基于上述一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件的結(jié)構(gòu)，所述樹狀并排細(xì)玻璃件包括主桿部和支撐細(xì)桿，所述支撐細(xì)桿在主桿部處匯聚，所述支撐細(xì)桿的底部形成支撐，所述纖維絲沿每個(gè)支撐細(xì)桿的長(zhǎng)度方向貼合，并在主桿部處匯聚。

8、基于上述一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)晶框架包括主框架、支撐筒和握持件；所述支撐筒設(shè)置在主框架頂部位置，所述握持件設(shè)置有支撐筒上遠(yuǎn)離主框架的側(cè)壁上，在握持件與支撐筒的內(nèi)側(cè)接觸部上設(shè)置有橡膠墊。

9、基于上述一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件的結(jié)構(gòu)，所述透氣孔為條形孔，所述條形孔的長(zhǎng)度不小于握持件的長(zhǎng)度，使握持件能夠穿過透氣孔，所述條形孔的寬度不小于支撐筒的尺寸。

10、本發(fā)明還公開一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶方法；具體包括以下步驟：

11、步驟一：將碳酸鋰粉末經(jīng)溶液配制單元得到碳酸鋰飽和溶液；

12、步驟二：將碳酸鋰飽和溶液送到冷凍單元，得到冰水混合物形態(tài)的碳酸鋰飽和溶液；

13、步驟三：對(duì)冰水混合物形態(tài)的碳酸鋰飽和溶液送入過濾單元，去除多余的未被溶解的碳酸鋰粉末，得到預(yù)處理碳酸鋰飽和溶液；

14、步驟四：將預(yù)處理碳酸鋰飽和溶液通過蠕動(dòng)泵送入結(jié)晶單元，通過結(jié)晶組件中的多個(gè)纖維在靜置結(jié)晶后得到碳酸鋰晶體產(chǎn)品。

15、在步驟一中，具體為：采用1.55g碳酸鋰粉末與100ml蒸餾水混合攪拌得到碳酸鋰飽和溶液；

16、在步驟二中，具體為：冷凍過程使用冷凍箱，在冷凍箱－15攝氏度的條件下，冷凍50分鐘。

17、在步驟三中，過濾過程采用常壓過濾法；在步驟四中，將多個(gè)頭發(fā)或碳纖維緊緊貼合固定在玻璃件上，使纖維底部沒入溶液當(dāng)中；靜置條件為25攝氏度室溫。

18、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

19、1、本方案在使用本組件時(shí)，首先在容器中配置好飽和碳酸鋰溶液，然后將配置好的溶液放置到冷凍組件中進(jìn)行冷凍處理，使溶液溫度降低，有利于后續(xù)結(jié)晶，然后將冷凍后的飽和溶液進(jìn)行過濾，過濾出不能溶解的碳酸鋰粉末，然后通過泵體將液體排放到結(jié)晶組件中，通過纖維的方式進(jìn)行結(jié)晶，與傳統(tǒng)的結(jié)晶方式相比，能夠凝結(jié)出更大顆粒的晶體，最后通過泵體將結(jié)晶組件中的廢液進(jìn)行排離。

20、2、本方案在使用時(shí)將樹狀并排細(xì)玻璃件沿結(jié)晶框架的長(zhǎng)度方向設(shè)置多個(gè)，同時(shí)將纖維絲貼合在每個(gè)玻璃細(xì)管上，可以同步進(jìn)行批量結(jié)晶，提升結(jié)晶效率，在使樹狀并排細(xì)玻璃件以及纖維絲的部分端部暴露在空氣中，通過纖維來進(jìn)行結(jié)晶。

技術(shù)特征：

1.一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件，其特征在于：至少包括但不限于冷凍組件、過濾組件、結(jié)晶組件和排液組件；所述冷凍單元用于將配置好的溶液進(jìn)行冷凍處理，所述過濾組件用于將冷凍處理后的溶液進(jìn)行過濾，所述結(jié)晶組件用于對(duì)過濾后的溶液進(jìn)行結(jié)晶，所述排液組件用于將結(jié)晶組件中的廢液排離；所述結(jié)晶組件中設(shè)置有纖維進(jìn)行結(jié)晶處理，所述過濾組件和排液組件通過泵體與結(jié)晶組件連接。

2.如權(quán)利要求1所述的一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件，其特征在于：所述冷凍組件為冷凍箱，所述過濾組件為玻璃棒、濾紙和漏斗；將濾紙?zhí)自O(shè)在漏斗上，通過玻璃棒將碳酸鋰溶液引流到濾紙上進(jìn)行過濾；過濾組件和排液組件分別通過蠕動(dòng)泵與結(jié)晶組件進(jìn)行連接。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件，其特征在于：所述結(jié)晶組件包括結(jié)晶器、蓋體、玻璃載體和纖維絲；所述纖維絲設(shè)置在玻璃載體上，所述結(jié)晶器上端開口設(shè)置，所述蓋體蓋合在結(jié)晶器上，所述蓋體上設(shè)置有透氣孔。

4.如權(quán)利要求1或2所述的一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件，其特征在于：結(jié)晶組件包括結(jié)晶器、蓋體、結(jié)晶框架、樹狀并排細(xì)玻璃件和纖維絲；所述結(jié)晶器上端開口設(shè)置，所述蓋體上設(shè)置有透氣孔，所述蓋體蓋合在結(jié)晶器上，所述樹狀并排細(xì)玻璃件在結(jié)晶框架上設(shè)置多個(gè)，所述纖維絲設(shè)置在樹狀并排細(xì)玻璃件上。

5.如權(quán)利要求4所述的一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件，其特征在于：所述樹狀并排細(xì)玻璃件包括主桿部和支撐細(xì)桿，所述支撐細(xì)桿在主桿部處匯聚，所述支撐細(xì)桿的底部形成支撐，所述纖維絲沿每個(gè)支撐細(xì)桿的長(zhǎng)度方向貼合，并在主桿部處匯聚。

6.如權(quán)利要求5所述的一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件，其特征在于：所述結(jié)晶框架包括主框架、支撐筒和握持件；所述支撐筒設(shè)置在主框架頂部位置，所述握持件設(shè)置有支撐筒上遠(yuǎn)離主框架的側(cè)壁上，在握持件與支撐筒的內(nèi)側(cè)接觸部上設(shè)置有橡膠墊。

7.如權(quán)利要求6所述的一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件，其特征在于：所述透氣孔為條形孔，所述條形孔的長(zhǎng)度不小于握持件的長(zhǎng)度，使握持件能夠穿過透氣孔，所述條形孔的寬度不小于支撐筒的尺寸。

8.一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶方法；其特征在于：具體包括以下步驟：

9.如權(quán)利要求8所述的一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶方法，其特征在于：在步驟一中，具體為：采用1.55g碳酸鋰粉末與100ml蒸餾水混合攪拌得到碳酸鋰飽和溶液；

10.如權(quán)利要求8所述的一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶方法，其特征在于：在步驟三中，過濾過程采用常壓過濾法；在步驟四中，將多個(gè)頭發(fā)或碳纖維緊緊貼合固定在玻璃件上，使纖維底部沒入溶液當(dāng)中；靜置條件為25攝氏度室溫。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高效簡(jiǎn)易的碳酸鋰溶液結(jié)晶組件和方法，至少包括但不限于冷凍組件、過濾組件、結(jié)晶組件和排液組件；所述冷凍單元用于將配置好的溶液進(jìn)行冷凍處理，所述過濾組件用于將冷凍處理后的溶液進(jìn)行過濾，所述結(jié)晶組件用于對(duì)過濾后的溶液進(jìn)行結(jié)晶，所述排液組件用于將結(jié)晶組件中的廢液排離；所述結(jié)晶組件中設(shè)置有纖維進(jìn)行結(jié)晶處理，所述過濾組件和排液組件通過泵體與結(jié)晶組件連接；通過纖維的方式進(jìn)行結(jié)晶，與傳統(tǒng)的結(jié)晶方式相比，能夠凝結(jié)出更大顆粒的晶體。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭林果,王厚杰,張楊,黃語(yǔ)晗,楊帆,陳麗,楊繼紅,蔣城露
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17