本技術(shù)涉及鋰離子電池，具體為一種電解液的連續(xù)化生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在電解液生產(chǎn)中，一般會(huì)添加助劑，助劑分為高溫助劑和低溫助劑，高溫助劑如碳酸亞乙烯酯，氟代碳酸乙烯酯；低溫助劑如硫酸乙烯酯等。溶劑中加入高溫助劑時(shí)需要保持溶劑較高的溫度，以助于高溫助劑在較短的時(shí)間內(nèi)溶解于溶劑中；溶劑中加入低溫助劑時(shí)需要保持溶劑較低的溫度，以防低溫助劑變質(zhì)。

2、現(xiàn)有的電解液生產(chǎn)工藝主要裝置為配置釜，需要升溫后加入高溫助劑，在高溫助劑充分溶解后再降溫，然后加入鋰鹽并混合均勻，然后再降溫并加入低溫助劑。以10t反應(yīng)釜配置電解液為例，含六氟磷酸鋰、碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯，其中六氟磷酸鋰濃度為12.5wt％，碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯，其各占電解液總重量的1％，溶劑為質(zhì)量比為1:2:2的碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯的混合物；電解液計(jì)劃生產(chǎn)總重為8噸，分為3步操作，第一步將溶劑全部加入到10立方米的反應(yīng)釜中，升溫至60℃，加入碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯，保持?jǐn)嚢?，攪拌時(shí)長(zhǎng)至0.5h，才能使碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯完全溶解；然后耗時(shí)1h降溫至40℃，加入鋰鹽，攪拌0.5h，降溫至15℃，加入硫酸乙烯酯，攪拌0.5h，降溫至5℃。整個(gè)生產(chǎn)過程耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)2.5h。且需要3個(gè)工人共同操作。

3、傳統(tǒng)操作存在如下問題：高溫助劑的溶解時(shí)間太長(zhǎng)，導(dǎo)致整體工序耗時(shí)過長(zhǎng)；

4、在現(xiàn)有技術(shù)中，如cn219849280u一種基于星型混合器混合鋰離子電解液的裝置，其公開了利用星型混合器和管式反應(yīng)器來(lái)混合物料制備電解液；星型混合器內(nèi)部有近千層交錯(cuò)的混合片，適用于兩種液體物料的預(yù)混。預(yù)混物料不能含有固體顆粒，也不能在接觸后生成固體顆粒；

5、該方案存在的問題在于：星型混合器不能加工固體，導(dǎo)致固體型的高溫添加劑無(wú)法被溶解，而如果將固體型的高溫添加劑和電解質(zhì)同時(shí)加入到管式反應(yīng)器中，要么延長(zhǎng)高溫添加劑的溶解時(shí)間，要么升高溫度到溶解溫度后導(dǎo)致電解質(zhì)變質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種電解液的連續(xù)化生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用管式反應(yīng)器和溫度調(diào)節(jié)裝置結(jié)合，通過溫度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)管式反應(yīng)器內(nèi)的溶劑，以使溶質(zhì)能夠在適應(yīng)的溫度下溶解，結(jié)合管式反應(yīng)器高度混合的特性，可提高溶質(zhì)溶解速度，進(jìn)而降低電解液生產(chǎn)的整體生產(chǎn)時(shí)長(zhǎng)。

2、本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

3、一種電解液的連續(xù)化生產(chǎn)系統(tǒng)，包括溶劑供應(yīng)單元、混合單元、電解液收集單元；

4、所述混合單元包括管式反應(yīng)器以及用于控制管式反應(yīng)器內(nèi)的溶劑溫度的溫度調(diào)節(jié)裝置、用于向管式反應(yīng)器內(nèi)加入溶質(zhì)的加料模塊；所述管式反應(yīng)器內(nèi)的溶劑來(lái)源于溶劑供應(yīng)單元；所述管式反應(yīng)器的物料輸出至電解液收集單元。

5、本案的核心在于，通過控制管式反應(yīng)器的溫度，以使溶質(zhì)能夠在適合的溫度下溶解，提高電解液的生產(chǎn)效果。

6、具體來(lái)說，實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)溶解速度和/或溶解難度將溶質(zhì)進(jìn)行分級(jí)；分批次將不同溶解度等級(jí)的溶質(zhì)通入內(nèi)含溶劑的管式反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行混合溶解，從而制備出所述電解液；所述的分級(jí)可以根據(jù)溶質(zhì)的溶解速度進(jìn)行分級(jí)，也可以根據(jù)溶質(zhì)的溶解難度分級(jí)，也可以根據(jù)溶質(zhì)的溶解速度和溶解難度綜合考慮進(jìn)行分級(jí)；溶解速度的定義是指在相同溫度下，溶質(zhì)的溶解時(shí)長(zhǎng)；溶解時(shí)長(zhǎng)越短，則溶解速度越快；溶解難度的定義是指在相同溫度下，溶質(zhì)可溶或不可溶或部分可溶；如果是可溶，則為溶解難度低，如果是不可溶，則為溶解難度高，如果是部分可溶則為溶解難度中等；部分可溶一般是指在設(shè)定溫度下，一定體積的溶劑中的飽和濃度；飽和濃度越大，說明部分可溶的溶質(zhì)的溶解難度相對(duì)較低。

7、因此可以綜合考慮溶解速度、溶解難度來(lái)對(duì)溶質(zhì)進(jìn)行分級(jí)；

8、以電解液生產(chǎn)為例，在20℃的條件下，碳酸亞乙烯酯可溶性極差，其溶解速度極慢，因此可以定義該添加劑的溶解等級(jí)為1級(jí)，其即使是在70℃的條件下也需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能溶解，本文定義為高溫添加劑，

9、在電解液生產(chǎn)過程中，最影響電解液生產(chǎn)速度的因素為高溫添加劑的溶解速度過慢，需要將溶劑提高到較高的溫度才能溶解；采用本實(shí)用新型的系統(tǒng)，可以使高溫添加劑在其適應(yīng)的溫度溶解，結(jié)合管式反應(yīng)器的高度混合的特性，可以在以秒為單位的時(shí)長(zhǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)混合；而該高溫添加劑的溶解并不會(huì)影響其他鋰鹽以及在常溫或高溫下容易變質(zhì)的添加劑的溶解，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體生產(chǎn)速度的提高。

10、上述方案大體上有三種具體實(shí)現(xiàn)形式：

11、實(shí)現(xiàn)形式1：所述管式反應(yīng)器為1個(gè)，所述加料模塊為1個(gè)或多個(gè)。

12、如果電解液中有三種溶解等級(jí)的溶質(zhì)，則加料模塊需要3個(gè)；3個(gè)加料模塊位于同一個(gè)管式反應(yīng)器上，在生產(chǎn)過程中，將溶劑分為三份，在輸入第一份溶劑時(shí)，控制溫度為70℃，加入溶解等級(jí)最高(最難溶、最慢溶)的溶質(zhì)，然后輸入第二份溶劑，控制溫度為40℃，加入溶解等級(jí)中等的溶質(zhì)；最后輸入第三份溶劑，加入剩余的溶質(zhì)，控制溫度為10℃；最終得到的電解液為混合有三種不同溶質(zhì)的溶劑。

13、實(shí)現(xiàn)形式2：所述管式反應(yīng)器以并聯(lián)方式連接，每個(gè)管式反應(yīng)器的入口均連接至溶劑供應(yīng)單元；每個(gè)管式反應(yīng)器的出口均連接至電解液收集單元。

14、以上述三種溶解等級(jí)的溶質(zhì)為例，同樣將溶劑分為三份，分別通入到不同的管式反應(yīng)器中，并將不同溶解等級(jí)的溶質(zhì)通過加料模塊加入到對(duì)應(yīng)的管式反應(yīng)器中；最后不同的管式反應(yīng)器的溶液匯總得到電解液。

15、實(shí)現(xiàn)形式3：所述管式反應(yīng)器以串聯(lián)方式連接，第一個(gè)管式反應(yīng)器的入口連接至溶劑供應(yīng)單元；最后一個(gè)管式反應(yīng)器的出口連接至電解液收集單元。

16、以上述三種溶解等級(jí)的溶質(zhì)為例，此時(shí)溶劑不用分為若干份，將溶劑從第一個(gè)管式反應(yīng)器輸入并依次經(jīng)過多個(gè)管式反應(yīng)器，最高溶劑等級(jí)的溶質(zhì)在第一個(gè)管式反應(yīng)器加入，以此類推，完成溶質(zhì)向溶劑的加入。在此過程中，采用由前而后溫度逐漸降低的方式來(lái)控溫，實(shí)現(xiàn)不同溶解等級(jí)的溶劑的溶解，最終制備成電解液。

17、除了以上三種方式之外，還可以采用并聯(lián)串聯(lián)混合方式實(shí)現(xiàn)，其具體原理是上述實(shí)現(xiàn)形式2和實(shí)現(xiàn)形式3的綜合。

18、需要說明的是，上述的方案中，并不限于溶解等級(jí)為三級(jí)，在實(shí)際應(yīng)用中，可以使多級(jí)。比如，一般情況下，根據(jù)溶質(zhì)的溶解等級(jí)的多寡，管式反應(yīng)器的個(gè)數(shù)可以為2-8個(gè)；

19、在上述的電解液的連續(xù)化生產(chǎn)系統(tǒng)中，和電解液收集單元直接連接的管式反應(yīng)器的出口設(shè)有溫度調(diào)節(jié)裝置。

20、在上述的電解液的連續(xù)化生產(chǎn)系統(tǒng)中，所述管式反應(yīng)器的長(zhǎng)徑比為15-40，管長(zhǎng)為40-900cm。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)物料特性設(shè)計(jì)管式反應(yīng)器規(guī)格，以控制物料能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成溶解，特別是要能夠使高溫添加劑能夠在較短時(shí)間內(nèi)溶解；在本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證過程中，確認(rèn)了本領(lǐng)域常規(guī)的高溫添加劑的所用的管式反應(yīng)器的長(zhǎng)徑比為15-40，管長(zhǎng)70-400cm的條件下都能很好的溶解；本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整設(shè)備參數(shù)。

21、在上述的電解液的連續(xù)化生產(chǎn)系統(tǒng)中，所述溶劑供應(yīng)單元包括依次連接的溶劑儲(chǔ)罐、泵，所述泵和溫度調(diào)節(jié)裝置連接。

22、在上述的電解液的連續(xù)化生產(chǎn)系統(tǒng)中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置為換熱器、加熱器、制冷器中的一種或多種。

23、在上述的電解液的連續(xù)化生產(chǎn)系統(tǒng)中，所述加料模塊為泵、粉末加料器中的一種或兩種。在實(shí)際應(yīng)用中，粉末加料器的進(jìn)料驅(qū)動(dòng)可以是絞龍、基于氣體壓力擠壓出料等形式；優(yōu)選通過絞龍加料以提高加料精確度。泵可以選擇為計(jì)量泵以提高加料精度。

24、本實(shí)用新型上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案至少具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果之一：

25、該系統(tǒng)采用管式反應(yīng)器和溫度調(diào)節(jié)裝置結(jié)合，通過溫度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)管式反應(yīng)器內(nèi)的溶劑，以使溶質(zhì)能夠在適應(yīng)的溫度下溶解，結(jié)合管式反應(yīng)器高度混合的特性，可提高溶質(zhì)溶解速度，進(jìn)而降低電解液生產(chǎn)的整體生產(chǎn)時(shí)長(zhǎng)。