一种锂浆料电池储料罐系统转让专利
申请号 : CN202010101541.9
文献号 : CN111266055B
文献日 : 2021-07-27
发明人 : 钱伟伟 , 张锁江 , 张兰 , 巫湘坤 , 陈申
申请人 : 中国科学院过程工程研究所 , 中科廊坊过程工程研究院
摘要 :
权利要求 :
1.一种锂浆料电池储料罐系统,其特征在于:所述锂浆料电池储料罐系统包括储料罐旋转架(7),固定在旋转架上的储料罐(9),储料罐内部的移动隔层(8),移动隔层(8)将储料罐(9)分隔为进料腔(6)和出料腔(15),旋转接头(3和13),进、出料管(1和11),进、出料管上安装的进、出料液泵(2和12),负责驱动浆料的运输,进料和出料按照浆料的运输方向而定,而运输方向根据实际运行情况可切换,因此进料管在切换运输方向后变为出料管,出料管变为进料管,进、出料液泵(2和12)负责驱动浆料的运输,控制进、出料管(1和11)双向运输浆料,且进、出料液泵都具有自动化输料功能,储料罐(9)为直径大于20厘米的圆柱型结构且储料罐一侧具有可拆卸功能的螺旋密封口(10),有利于储料罐的维护和浆料再生,并且腔体内侧设计有隔层滑轨(5),供移动隔层层组左右自由移动,腔体螺旋密封口外侧设置密封带,进一步增加密封效果,储料罐(9)是由铝塑材料、不锈钢、聚四氟乙烯、聚乙烯与聚丙烯任意比例复合材料中的一种构成。
2.根据权利要求1所述的锂浆料电池储料罐系统,其特征在于:所述储料罐(9)两端分别具有进、出料口(4和14),其直径小于储料罐(9)直径的1/2。
3.根据权利要求1所述的锂浆料电池储料罐系统,其特征在于:所述旋转接头(3和13)通过储料罐的进、出料口(4和14)连接储料罐(9)和进、出料管(1和11),具有控制在储料罐转动的过程中,进、出料管不随之转动的作用。
4.根据权利要求1所述的锂浆料电池储料罐系统,其特征在于:所述的储料罐(9)内部装有移动隔层(8),移动隔层(8)将储料罐(9)分隔为进料腔(6)和出料腔(15),进而将储料罐的进料和出料分隔开,避免两种带有不同荷电状态的电极材料混合,进料腔和出料腔根据进、出料方向区分而成,不固定具体哪端为进、出料腔。
5.根据权利要求1所述的锂浆料电池储料罐系统,其特征在于:所述的移动隔层可在腔体内侧滑槽内根据左右腔压力变化而左右移动并具有紧密分隔进料腔和出料腔的作用。
6.根据权利要求1所述的锂浆料电池储料罐系统,其特征在于:所述移动隔层为聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯其中一种或两种及以上任意比例的复合材料。
7.根据权利要求1所述的锂浆料电池储料罐系统,其特征在于:所述储料罐旋转架(7)具有旋转轮与储料罐相扣,控制储料罐的转动及转速,储料罐旋转架(7)由电机驱动或其他驱动方式驱动。
8.根据权利要求1所述的锂浆料电池储料罐系统,其特征在于:该锂浆料电池的储料罐系统包括正极储料罐系统和负极储料罐系统。
说明书 :
一种锂浆料电池储料罐系统
技术领域
背景技术
效促进这类能源的利用及发展。锂离子电池具有能量密度高,循环寿命长等优点,但是,其
高的制造成本限制了它在规模储能领域中的应用;液流电池具有功率和容量相互独立的结
构设计,适用于规模储能领域,但目前的水系液流电池能量密度偏低。
正负极浆料在各自储料罐中流动,进入电池反应器参与充放电反应,然后返回储料罐的循
环模式进行工作。目前,锂浆料电池的正负极浆料分别储存在两个储料罐中,使用液泵单方
向驱动循环。浆料罐内部会设有搅拌设施,机械搅拌或磁力搅拌,在过充放电循环过程中,
这种储料罐会导致具有不同SOC状态下的电极材料混合在一起,造成锂浆料电池反应器和
储料罐中浆料的荷电状态差异,并引起的浓差极化、自放电及安全问题。因此,分离正、负极
进入浆料和输出浆料可有效解决这一问题。
复杂性。
发明内容
极材料的混合而引起的浓差极化、自放电以及安全问题。
轨。移动隔层组将储料罐分隔为进料腔和出料腔,进而将储料罐的进料和出料分隔开,避免
两种带有不同荷电状态的电极材料混合。进料腔和出料腔是根据进出料方向区分而成,进、
出料腔命名随运输浆料方向而变化。
生。并且腔体内侧设计有隔层滑轨(5),供移动隔层层组左右自由移动,腔体螺旋密封盖外
侧设置密封带,进一步增加密封效果。
其中一种或两种及以上任意比例的复合材料。
池反应器中,经过充放电反应后,浆料从进料口进入到进料腔,移动隔层受到进料压力向出
料口移动,经过不断的循环,进料增多,移动隔层不断向出料腔移动,逐渐形成由移动分隔
层分出的两个腔;当出料腔的浆料全部经过反应后进入进料腔,完成一次浆料循环。调整液
泵运输方向,进料腔变成出料腔,出料腔变成进料腔,进行下一次浆料循环。在浆料输运过
程中,储料罐旋转架控制浆料罐转动,使浆料在储料腔内运动,避免浆料发生沉降造成的浆
料不均匀情况。
罐的复杂体系,降低成本、空间占有及能耗。储料罐旋转架控制储料罐转动功能可保持浆料
的均匀性,进一步提高电池的循环稳定性、活性物质利用率及安全性能,同时,避免储料罐
内部设置搅拌系统引起的各种复杂问题。
附图说明
储料罐支架卡槽;300‑旋转接头接口;301‑旋转接头接口。
具体实施方式
罐、进料管、出料管、液泵。其中储料罐中装有移动隔层组。其中,所述浆料罐外侧由铝塑材
料构成,移动隔层组由聚乙烯材料构成,进料管和出料管由聚乙烯材料构成。
右侧腔为出料腔,通过出料管和液泵从出料口将制备好的浆料注入到出料腔中,此时,移动
隔层受浆料压力影响,不断地向储料罐的左侧移动,当出料腔占据整个储料罐并全部充满
浆料,移动隔层被正极浆料产生的压力推至最左侧,贴近进料口。启动储料罐架转动设备,
带动储料罐转动,设置储料罐旋转速度为0.5转/分钟。
行时间。当反应器充满正、负极浆料后,液泵停止工作;完成充放电所设置程序后,液泵重新
启动工作,将正、负极罐中的浆料从出料口,经出料管进入锂浆料电池反应器取代反应后的
浆料,反应后的浆料受压力作用,从进料管经过进料口推动移动隔层进入进料腔中,直到反
应器中的反应完成的浆料完全被从出料腔中的没经过反应的浆料取代,液泵停止工作,继
续新的充放电反应程序。重复上述工作,直到正、负极出料腔的浆料全部经出液口排出,经
过反应器完成充放电反应,进一步通过进料管上装置的液泵将最后反应器中完成反应的浆
料输入到进料腔。此时,移动隔层受浆料产生的压力作用移动至最左侧。
池反应器中进行充放电反应程序。类似地,反应器中的正、负浆料完成反应后,液泵从出料
腔输入正、负极浆料进入反应器,反应后的浆料通过进料管进入新标记的进料腔。类似地,
重复上述工作,直到正、负极出料腔的浆料全部经过出料口排出,经过反应器完成充放电程
序,进一步通过进料管上装置的液泵将最后反应器中完成反应的浆料输入到进料腔。此时,
移动隔层受浆料产生的压力作用移动至最右侧。类似地,调整正、负极进料口和出料口的位
置以及调换进出料口,进行锂浆料电池的充放电循环过程。
负级浆料从正负极出料口经正、负极出料管输运到反应器,而后经过反应通过进料管输送
到进料腔,随着进料腔浆料的不断增加推动移动隔层不断地向出料腔方向移动,直到出料
腔的浆料完全输出,经过反应器完成充放电反应程序和进料液泵的驱动,完全进入到进料
腔。然后,同实施案例1相同,调整正、负极进出料口位置并调整液泵的输运方向,调换进出
料腔,继续进行又一次的浆料输运循环工作。
装组成且不限于这几种材料,正、负极储料罐由不锈钢、铝塑板、聚四氟乙烯、聚乙烯和聚丙
烯按任意比例复合材料构成;移动隔层组材料和进出料管材料采用聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟
乙烯、聚四氟乙烯这几种材料中的一种或两种及两种以上按任意比例复合构成,如表1所示
且不限于表1的组合:
2 聚四氟乙烯 聚丙烯@聚乙烯(1:1) 聚丙烯
3 聚乙烯@聚丙烯(1:1) 聚偏氟乙烯 聚偏氟乙烯
4 聚乙烯@聚丙烯(2:1) 聚乙烯 聚乙烯@聚丙烯(1:1)
5 聚乙烯@聚丙烯(1:2) 聚丙烯 聚四氟乙烯
都属于本专利的权利保护范围,如表2所示:
1 40 40 40
2 50 50 50
3 60 60 60
4 70 70 70
5 80 80 80
6 90 90 90
7 100 100 100
8 120 120 120
9 150 150 150
10 200 200 200