[发明专利]电解液管式反应器及反应方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及电解液管式反应器及反应方法。

背景技术

采用目前的反应釜生产电解液需要大量的生产时，往往需要多批量多反应釜进行生产，不能实现进料、搅拌、出料的连续生产，只能先进料，再搅拌，搅拌一段时间后再出料。使用特定的反应釜，一个反应釜只能生产具体质量份的电解液。而且使用现有的反应釜具有较为严重的残留问题。

目前市场上的锂离子电池电解液的溶剂有DMC(碳酸二甲酯)、DEC(碳酸二乙酯)、EMC(碳酸甲乙酯)、EC(碳酸乙烯酯)等，EC是在每一个配方体系中都会含有的一个物质，然而EC的熔点为35-38℃，它在室温是结晶的固态，因此在整过存储和使用过程中都要对其进行保温，才能保证它不会结晶。对储罐、管道等进行保温能耗很高，然而电解液配制的过程中，需要控制溶剂的温度在10℃左右，因此EC在进入配制釜之后还要进行进一步的降温处理，这样不但增加能耗，同时增加工艺时间。

目前含有EC的锂离子电池电解液在配制时，先向反应釜中分别加入各种溶剂如EC、DMC、DEC等，各种溶剂进入釜中之后在反应釜的夹套中通入冷却液，使溶剂的温度降为10℃左右，待温度降至所需温度之后，再加入添加剂和锂盐，搅拌，放料。

使用目前的反应器及反应方法不仅能耗大，而且时间长，效率低。

发明内容

本发明提供一种电解液管式反应器及反应方法，使用该反应器可以实现进料、搅拌、出料的连续生产，工艺时间短，加工电解液的质量范围广，从200千克到20吨重量的电解液均可以在同一个反应器中进行生产，并且生产残留少，极大地提升产品品质稳定性。

本发明采用以下技术方案实现：

一种电解液管式反应器，其特征在于：包括内部设有反应空腔的反应管体，反应管体的管身呈一端高、一端低倾斜设置，所述反应管体在高的一端设有多个用于加入不同电解液制备原料的原料进料口，在低的一端设有用于排出电解液的出料口；

在反应管体空腔内沿反应管体轴向方向依次设有多个绕同一轴心线转动的转动轴段，相邻两个转动轴段的转速和/或转向互不相同，反应管体空腔内还设有位于相邻两个转动轴段之间的用来使相邻两个转动轴段的转速和/或转向互不相同的传动装置、和用于安装支撑各转动轴段的固定梁；反应管体空腔内还设有多组分别与各转动轴段同轴一体转动的用于使反应管体内的物料混合均匀的混合搅拌板；

所述的反应器还包括位于反应管体一端外的用于驱动各转动轴段转动的电机。

为了实现相邻两个转动轴段的转速不同，所述传动装置为用于使相邻两个转动轴段的转速不同的齿轮变速机构，所述的齿轮变速机构包括设置于上一转动轴段尾端且与之同轴同步转动的第一变速齿轮、与第一变速齿轮啮合传动的第二变速齿轮、与第二变速齿轮同轴同步转动的第三变速齿轮、及与第三齿轮啮合传动并且设置于下一转动轴段前端的与之同轴同步转动的第四变速齿轮。

为了实现相邻两个转动轴段的转向不同，所述传动装置为用于使相邻两个转动轴段的转向不同的齿轮变向机构，所述的齿轮变向机构包括设置于上一转动轴段尾端且与之同轴同步转动的第一变向齿轮、与第一变向齿轮啮合传动的第二变向齿轮、与第二变向齿轮同轴同步转动的第三变向齿轮、设置于下一转动轴段前端并且与之同轴同步转动的第四变向齿轮、以及啮合传动于第三变向齿轮和第四变向齿轮之间的第五变向齿轮。

为了使混合效果更好，其中一部分转动轴段上设置的混合搅拌板是由两个半椭圆形板小头端相互连接组成的第一混合搅拌板；其中另一部分转动轴段上设置的混合搅拌板是由一个椭圆形板组成的第二混合搅拌板；第一混合搅拌板和第二混合搅拌板沿反应管体轴向方向依次交错设置。

为了使EC不易结冰，其中至少一个原料进料口为用于与EC原料供料装置连接的EC进料口，其余的原料进料口为用于与其它电解液制备原料供料装置连接的其它原料进料口；所述的EC进料口与反应管体的连接位置位于其它原料进料口之后；且位于EC进料口之后的混合搅拌板上均设有穿透混合搅拌板的微孔。

为了使搅拌和流出电解液的效果更好，所述的反应管体与水平面的倾斜角度为20-30°。

所述的反应管体的长为15米-16米，直径为0.5-1米。

为了能便于生产，各原料进料口中均设有用于控制原料进料速度的流量计。

所述的出料口中设有过滤网。

一种电解液管式反应方法，其特征在于：包括以下步骤：