CN219935821U - 一种锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置。本申请装置包括存储罐体、离子检测系统、控制系统和试剂供应系统；离子检测系统进料口与存储罐体连通，第一出料口与存储罐体第二入料口连通，并与控制系统信号连接；控制系统根据检测信号，控制试剂供应系统向存储罐体提供相应试剂，或者控制处理水排出；试剂供应系统包括若干独立向存储罐体供应试剂的试剂存储容器，各试剂存储容器设独立控制的泵，控制系统控制泵开或关。本申请通过离子检测系统在线测试处理水，并根据测试结果添加试剂，使处理水循环利用，提高处理水使用效率，降低水处理成本；并能对特定离子浓度进行监控，对正极材料进行间接评估，作为材料过程控制重要依据。

Description

一种锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置

技术领域

本申请涉及电池材料生产辅助装置技术领域，具体涉及一种锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置。

背景技术

锂电正极材料液相处理过程中，通过化学反应方式在正极颗粒材料表面形成具有特殊结构的包覆层，该包覆层是由各种特定试剂离子在一定温度下形成的新结构、新物质。通过该包覆处理可制备出高电压、高容量、高倍率、高安全稳定的锂电正极材料；但同时也产生大量处理水，需经污水设备系统处理达到排放标准后才能排放，其处理过程周期往往达到数天或数十天，不仅占用大量物力，还消耗能源、材料，处理成本在环保越来越严格的情况下急剧增加。

因此，如何在保障处理水排放标准的情况下降低水处理的成本，是产业界亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种改进的锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请公开了一种锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置，包括用于存储处理水的存储罐体，存储罐体的顶部具有第一入料口和第二入料口，底部具有下料口，还包括离子检测系统、控制系统和试剂供应系统；离子检测系统用于在线检测处理水中的各种离子及其浓度，离子检测系统的进料口与存储罐体的中下部或底部管道连通，第一出料口与存储罐体的第二入料口连通，并且离子检测系统与控制系统信号连接；控制系统用于接收离子检测系统的检测信号，并且，根据检测信号和设定的阈值，控制试剂供应系统向存储罐体提供相应的试剂，或者控制离子检测系统和/或存储罐体排出处理水；试剂供应系统包括试剂供应总管和若干个试剂存储容器，试剂供应总管的一端与存储罐体的第二入料口连通，另一端设置有若干个用于连接试剂存储容器的接口；各试剂存储容器通过独立的管道与试剂供应总管连通，并且，在各试剂存储容器和试剂供应总管连通的管道上分别设置有独立控制的泵，泵与控制系统信号连接，根据控制系统的信号开启或关闭。

其中，排出处理水分两种情况，例如，通过试剂供应系统的试剂供应后，在线检测处理水各项指标都达到循环利用的条件，则可以排出处理水直接供给正极材料的反应釜或反应装置；或者，在线检测处理水已经不能循环使用时，则直接排出处理水到后续的污水处理系统，进行背景技术里面提到的污水处理。

本申请锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置中的，离子检测系统，例如可以采用以ICP为代表的各类离子检测设备，控制系统包括但不限于以DCS、PLC等为代表实现逻辑模块，在此不做具体限定。

需要说明的是，本申请的锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置，能够在线对处理水进行各种离子的检测和分析，根据检测结果，向处理水中实时供应各种离子或其对应的试剂，使得处理水能够循环利用，增加处理水的使用效率，从而降低水处理的成本。此外，本申请的装置还能够对特定离子含量范围进行实施监控，对正极颗粒材料表面包覆新物质进行间接评估，作为材料过程控制的重要依据。例如，离子检测系统根据检测信号和设置的特定离子的浓度波动范围，如果超出该范围即报警，提供正极颗粒材料表面包覆的质量控制依据。

还需要说明的是，本申请的装置中，试剂供应系统可以根据需求或者反应需要添加的试剂的数量确定试剂存储容器的个数；因此，试剂供应总管的末端可以预留多个连接试剂存储容器的接口，在此不做具体限定。

本申请的一种实现方式中，离子检测系统还设置有第二出料口，用于排出物料。

需要说明的是，本申请的离子检测系统主要是用于对存储罐体中处理水的各种离子进行检测，在检测到处理水不具备循环利用价值时，则可以直接通过第二出料口或者存储罐体的下料口排出。当然，如果处理水还具有循环利用价值，则利用离子检测系统的第一出料口回流到存储罐体中。

本申请的一种实现方式中，离子检测系统的第二出料口设置第一气动阀，第一气动阀与控制系统信号连接，根据控制系统的信号开启或关闭。

本申请的一种实现方式中，离子检测系统的第一出料口与存储罐体第二入料口连通的管道上设置有第二气动阀，第二气动阀与控制系统信号连接，根据控制系统的信号开启或关闭。

本申请的一种实现方式中，试剂供应总管与存储罐体第二入料口连通的管道上设置有第三气动阀，第三气动阀与控制系统信号连接，根据控制系统的信号开启或关闭。

本申请的一种实现方式中，存储罐体底部的下料口上设置有第四气动阀。

需要说明的是，本申请的关键在于离子检测系统、控制系统和试剂供应系统等的设计和改进，至于其他没有提及的存储罐体结构，例如驱动电机、搅拌装置等，都可以参考现有的存储罐体或反应釜，在此不做具体限定。

由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：

本申请的锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置，通过离子检测系统对处理水进行在线测试，测评出各种离子状态，并通过试剂供应系统添加所需的反应试剂，使处理水可再循环利用，提高了处理水的使用效率，从而降低了水处理的成本。

附图说明

图1为本申请实施例中锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请研究发现，现有的处理水在进行一次反应后进直接进行污水处理，这既会产生大量的污水，又极大的耗费能源和物力。因此，本申请创造性的提出，如果能够将处理水循环利用，则能够极大的提高处理水的使用效率，在一段时间范围内，减少处理水进行污水处理的次数和量，减少能源和材料的消耗，从而降低水处理的成本。

基于以上研究和认识，本申请创造性的提出了对处理水进行原位在线测评，并根据测评结果供应相应的试剂，使得处理水可以循环利用。具体的，本申请研发了一种锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置，包括用于存储处理水的存储罐体，存储罐体的顶部具有第一入料口和第二入料口，底部具有下料口，还包括离子检测系统、控制系统和试剂供应系统；离子检测系统的进料口与存储罐体的中下部或底部管道连通，第一出料口与存储罐体的第二入料口连通，并且离子检测系统与控制系统信号连接；控制系统用于接收离子检测系统的检测信号，根据检测信号和设定的阈值，控制试剂供应系统向存储罐体提供相应的试剂，或者控制离子检测系统和/或存储罐体排出处理水；试剂供应系统包括试剂供应总管和若干个试剂存储容器，试剂供应总管的一端与存储罐体的第二入料口连通，另一端设置有若干个用于连接试剂存储容器的接口；各试剂存储容器通过独立的管道与试剂供应总管连通，在各试剂存储容器和试剂供应总管连通的管道上分别设置有独立控制的泵，泵与控制系统信号连接，根据控制系统的信号开启或关闭。

本申请的锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置，能够在线对处理水进行各种离子的检测和分析，根据检测结果，向处理水中实时供应各种离子或其对应的试剂，使得处理水能够循环利用，提高了处理水的使用效率，降低了水处理的成本。

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例

本例的锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置，如图1所示，包括存储罐体1，存储罐体1的顶部具有第一入料口2和第二入料口7，底部具有下料口3，下料口3上设置有第四气动阀31，存储罐体1内设置有搅拌装置8，搅拌装置8由电机9驱动，电机9通过电机支架10安装在存储罐体1的顶部。

本例的改进方案中，锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置还包括离子检测系统4、控制系统5和试剂供应系统6；离子检测系统4的进料口41与存储罐体1的中下部管道连通，第一出料口42与存储罐体1的第二入料口7连通，并且离子检测系统4与控制系统5信号连接。控制系统5用于接收离子检测系统4的检测信号，并且，根据检测信号和设定的阈值，控制试剂供应系统6向存储罐体1提供相应的试剂，或者控制离子检测系统4和/或存储罐体1排出处理水。试剂供应系统6包括试剂供应总管61和若干个试剂存储容器62，试剂供应总管61的一端与存储罐体1的第二入料口7连通，另一端设置有若干个用于连接试剂存储容器62的接口。其中，各试剂存储容器62通过独立的管道与试剂供应总管61连通，并且，在各试剂存储容器62和试剂供应总管61连通的管道上分别设置有独立控制的泵63，泵63与控制系统5信号连接，根据控制系统5的信号开启或关闭。

进一步的，离子检测系统4还设置有第二出料口43，用于排出物料。第二出料口43设置第一气动阀44，第一气动阀44与控制系统5信号连接，根据控制系统5的信号开启或关闭。

进一步的，离子检测系统4的第一出料口42与存储罐体1第二入料口7连通的管道上设置有第二气动阀45，第二气动阀45与控制系统5信号连接，根据控制系统5的信号开启或关闭。

进一步的，试剂供应总管61与存储罐体1第二入料口7连通的管道上设置有第三气动阀64，第三气动阀64与控制系统5信号连接，根据控制系统5的信号开启或关闭。

本例的锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置，使用时，第一气动阀44、第二气动阀45、第三气动阀64和第四气动阀31都处于关闭状态；在离子检测系统4的驱动下，处理水由存储罐体1经过离子检测系统4的进料口41进入离子检测系统4，进行各离子状态的检测。

根据各离子的检测结果，如果处理水可以通过供应相应的离子或试剂进行循环利用，则开启第二气动阀45，将处理水经过存储罐体1的第二入料口7回流至存储罐体1内部；与此同时，控制系统5控制第三气动阀64开启，并控制相应的试剂存储容器62对应的泵63开启，向存储罐体1中供应相应的试剂，开启电机9驱动搅拌装置8对存储罐体1内的处理水进行搅拌混匀，直至处理水可以循环利用再关闭泵63和第三气动阀64。此时，可以排出处理水直接供给正极材料的反应釜或反应装置。

根据各离子的检测结果，如果处理水经过多次循环使用后，已经不能再重复使用，则关闭第二气动阀45和第三气动阀64，仅开启第一气动阀44和/或第四气动阀31，将处理水排出。

需要说明的是，处理水满足循环使用条件排出和不能循环使用排出可以在不同的位置进行，例如，(1)检测到处理水不能循环使用时，可以仅开启第四气动阀31，通过存储罐体1的下料口3排出处理水至后续的污水处理系统；(2)检测到处理水经过试剂供应后满足循环使用条件时，可以仅开启第一气动阀44，通过离子检测系统4的第二出料口43将处理水直接供给正极材料液相处理的反应釜或反应装置。

此外，本例的锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置，还能够用于检测和实时监控特定离子的浓度，对正极颗粒材料表面包覆新物质进行间接评估，作为材料过程控制的参考依据。具体的，离子检测系统根据检测信号和设置的特定离子的浓度波动范围，如果超出该范围即报警，提供正极颗粒材料表面包覆的质量控制依据。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (6)

1.一种锂电正极材料液相处理水原位在线测评装置，包括用于存储处理水的存储罐体(1)，存储罐体(1)的顶部具有第一入料口(2)，底部具有下料口(3)，其特征在于：还包括离子检测系统(4)、控制系统(5)和试剂供应系统(6)；

所述离子检测系统(4)，用于在线检测处理水中的各种离子及其浓度，离子检测系统(4)的进料口(41)与存储罐体(1)管道连通，第一出料口(42)与存储罐体(1)的第二入料口(7)连通，并且离子检测系统(4)与控制系统(5)信号连接；

所述控制系统(5)，用于接收离子检测系统(4)的检测信号，并且，根据检测信号和设定的阈值，控制试剂供应系统(6)向存储罐体(1)提供相应的试剂，或者排出存储罐体(1)内的处理水；

所述试剂供应系统(6)包括试剂供应总管(61)和若干个试剂存储容器(62)，试剂供应总管(61)的一端与存储罐体(1)的第二入料口(7)连通，另一端设置有若干个用于连接试剂存储容器(62)的接口；

各试剂存储容器(62)通过独立的管道与试剂供应总管(61)连通，并且，在各试剂存储容器(62)和试剂供应总管(61)连通的管道上分别设置有独立控制的泵(63)，所述泵(63)与控制系统(5)信号连接，根据控制系统(5)的信号开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述离子检测系统(4)还设置有第二出料口(43)，用于排出物料。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述离子检测系统(4)的第二出料口(43)设置第一气动阀(44)，第一气动阀(44)与控制系统(5)信号连接，根据控制系统(5)的信号开启或关闭。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述离子检测系统(4)的第一出料口(42)与存储罐体(1)第二入料口(7)连通的管道上设置有第二气动阀(45)，第二气动阀(45)与控制系统(5)信号连接，根据控制系统(5)的信号开启或关闭。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述试剂供应总管(61)与存储罐体(1)第二入料口(7)连通的管道上设置有第三气动阀(64)，第三气动阀(64)与控制系统(5)信号连接，根据控制系统(5)的信号开启或关闭。

6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于：所述存储罐体(1)底部的下料口(3)上设置有第四气动阀(31)。