Rolul important al mașinii de spălat și uscat filtre în producția sigură de hexafluorofosfat de litiu

Hexafluorofosfatul de litiu este unul dintre materialele de bază ale bateriilor litiu-ion. Calitatea produsului determină performanța de încărcare și descărcare, durata de viață și siguranța bateriilor litiu-ion. Performanța electrolitului preparat din hexafluorofosfat de litiu și solvenți de carbonați organici afectează direct capacitatea de încărcare și descărcare, durata de viață a ciclului și siguranța bateriei secundare litiu-ion; datorită higroscopicității sale puternice, se descompune ușor în aer, condițiile sale de preparare sunt foarte stricte, iar mediul de ambalare și depozitare are, de asemenea, cerințe stricte. Se descompune în acid atunci când intră în contact cu apa, care are un efect coroziv asupra țesuturilor umane și nu poate fi contactat direct. Trebuie depozitat într-un recipient etanș. La utilizare, trebuie să se opereze într-un mediu uscat cu umiditate <10 ppm pentru a preveni descompunerea.

Metodele de purificare utilizate în mod obișnuit pentru LiPF6 sunt în principal metoda de uscare termică în vid și metoda de recristalizare prin dizolvare. Metoda de recristalizare prin dizolvare constă în dizolvarea LiPF6 în eter, carbonat de dimetil sau carbonat de dietil la o anumită temperatură, centrifugarea pentru a îndepărta materia insolubilă și apoi scăderea temperaturii, astfel încât LiPF6 se va recristaliza din solventul organic, iar cristalul de LiPF6 obținut prin filtrare va fi uscat în vid pentru a obține produsul final, așa cum este descris în CN1884046. Această metodă de purificare este relativ complicată de utilizat și nu poate fi produsă continuu. Iar atunci când LiPF6 este purificat, produsul de recristalizare va antrena anumiți solvenți organici, ceea ce afectează puritatea produsului, iar utilizarea unei cantități mari de solvenți organici în purificare duce la creșterea costurilor de producție, astfel încât este dificilă aplicarea LiPF6 la producția la scară largă. În plus, CN1462722 descrie o metodă de utilizare a gazului acid pentru a îndepărta umiditatea din LIPF6. Pe de o parte, această metodă nu poate elimina fluorura de hidrogen din produsul brut LiPF6 și introduce impurități de gaz acid.

Comparativ cu metodele de mai sus, metoda de uscare termică în vid constă în încălzirea și purificarea directă a produsului brut LiPF6 în stare de vid, fiind o metodă de purificare potrivită pentru producția la scară largă de LiPF6 și putând evita poluarea secundară a LiPF6 în metoda de recristalizare prin dizolvare. Principala problemă a metodei de uscare termică în vid este cum să se evite descompunerea LiPF6 în timpul procesului de încălzire și fiecare particulă a produsului brut LiPF6 să fie complet expusă mediului în vid, astfel încât să nu existe includerea de fluorură de hidrogen în produsul final LiPF6, astfel încât conținutul de fluorură de hidrogen din produsul LiPF6 să fie mai mic de 80 ppm.

Cu toate acestea, din cauza toxicității hexafluorofosfatului de litiu, acesta trebuie gestionat cu strictețe în timpul producției și gestionării hexafluorofosfatului de litiu și, mai important, trebuie ales cel mai potrivit echipament de producție a hexafluorofosfatului de litiu.

Pentru a depăși diversele probleme întâlnite în cadrul metodelor tradiționale de filtrare și uscare prin cristalizare cu hexafluorofosfat de litiu și, în același timp, pentru a face față transformării industriei chimice către o calitate înaltă, cu valoare adăugată mare, multi-varietate și loturi mici, Wuxi ZhangHua Machinery Co., Ltd. a dezvoltat și produs cu succes o mașină multifuncțională de filtrare, spălare și uscare cu hexafluorofosfat de litiu (număr brevet: 202122464595.4).

Noua tehnologie se referă la domeniul separării și purificării electroliților din bateriile cu litiu. Aceasta utilizează filtrarea sub presiune a azotului și uscarea la temperatură joasă în vid pulsat pentru a îndepărta HF și impuritățile din produsele brute de hexafluorofosfat de litiu. Oferă o producție de înaltă eficiență, sigură și continuă a șase... Un dispozitiv special pentru purificarea și uscarea oxifosfatului de litiu.

Mașina de spălat și uscat filtre conice purificate cu hexafluorofosfat de litiu are o structură cilindro-conică, iar pe corpul circular și pe conul inferior este instalată o manta de încălzire pentru a încălzi sau răci materialul. În interiorul mașinii multifuncționale sunt instalate un arbore gol și un conductor variabil cu unghi variabil. Dispozitivul de agitare spirală gol este utilizat pentru amestecarea în matriță, care amestecă și ridică materialul și îl împinge afară atunci când este descărcat. Un dispozitiv de filtrare conic cu o structură relativ complexă este instalat în conul inferior, iar în partea de jos a echipamentului este instalat un dispozitiv de descărcare rapidă cu deschidere fără unghi mort special conceput sau o supapă pneumatică cu bilă de descărcare fără unghi mort.

În etapa de reacție, materialele de reacție sunt adăugate de sus. Structura unică de agitare poate face ca materialele să fie agitate uniform în mașină, iar materialele sunt încălzite sau răcite simultan prin intermediul mantalei cilindrului, mantalei conului, arborelui gol și panglicii goale, astfel încât materialul reacționează complet în mașină. În etapa de filtrare, mașina poate filtra și usca materialul din mașină prin presurizare sau aspirare și poate adăuga lichid de spălare, astfel încât materialul să poată fi refăcut automat și spălat de mai multe ori în mașină, apoi presat pentru uscare după îndeplinirea cerințelor de spălare. În etapa de uscare, mantalei cilindrului, mantalei conului, arborelui gol și panglicii goale încălzesc materialul în același timp și aspiră partea superioară, usucă materialul etanș la temperatură scăzută și sigilează și descarcă automat materialul după uscare.

Îmbunătățirea tehnică a mașinii de spălare și uscare a filtrelor conice pentru purificarea hexafluorofosfatului de litiu

(1) Soluția mamă de cristalizare și cristalele de hexafluorofosfat de litiu sunt sigilate și filtrate pentru o separare eficientă, reducând efectiv conținutul de ioni metalici de impurități.

Metoda convențională de uscare termică este utilizată pe scară largă, dar această metodă necesită mult timp pentru a usca cristalele și prezintă defecte precum uscarea incompletă, iar HF-ul din produs nu poate fi îndepărtat eficient și rapid, afectând astfel calitatea produsului. Puritatea produsului hexafluorofosfat de litiu obținut prin filtrare și purificare este mai mare de 99,9%, iar procesul are o siguranță ridicată, soluția mamă poate fi reciclată, iar costul este scăzut.

(2) Funcționare complet închisă, operată sub protecția presiunii pozitive de oxigen.

Hexafluorofosfatul de litiu se descompune ușor în contact cu apa. Datorită higroscopicității sale puternice, se descompune ușor în aer, iar condițiile sale de preparare sunt, de asemenea, foarte stricte. Acest lucru impune ca procesul de producție a hexafluorofosfatului de litiu să implice puritate ridicată, temperatură scăzută, fără apă și praf. Prin urmare, toate procesele din sistem se desfășoară sub protecția unui gaz inert. Gazul inert preferat este azotul, iar sistemul este umplut cu azot pentru a asigura o presiune pozitivă în sistem, ceea ce poate preveni eficient contactul aerului cu produsul.

(3) În procesul de uscare, se adoptă încălzirea cu intervale multiple și temperaturi multiple: în stadiul incipient al uscării, se adoptă încălzirea la temperatură scăzută și lentă pentru a îndepărta acidul rezidual de pe suprafața cristalului; timpul secțiunii de uscare la temperatură ridicată din stadiul ulterior este redus pentru a separa eficient sulful liber, iar gradul de descompunere al LPF6 este redus la cel mai mic nivel.

(4) Metoda de uscare în vid cu puls de azot este adoptată în etapa ulterioară a uscării, ceea ce scurtează timpul de explozie uscată a cristalelor de LiPF6, uniformizează uscarea, îmbunătățește eficiența și calitatea uscării și nu acumulează sau blochează materiale în camera de uscare după uscare.

Materialul este forțat să fie încălzit în corpul în formă de con, astfel încât schimbul de căldură dintre material, banda de încălzire și perete este complet atunci când materialul se mișcă neregulat în toate direcțiile, iar scopul amestecării și uscării este atins într-un timp scurt sub vid. Noul design de amestecare prin impulsuri utilizează azot de înaltă presiune pentru a impacta materialele și a le amesteca rapid. Amestecarea materialelor este mai rapidă și mai uniformă, iar acidul din interiorul cristalului produsului și o cantitate mică de acid rezidual de pe suprafață pot fi îndepărtate rapid. Comparativ cu metoda tradițională de uscare termică, uscarea directă cu aer prin impulsuri de azot poate scurta considerabil timpul de uscare și, în același timp, poate reduce conținutul de ioni liberi din produs, poate elimina eficient incluziunile HF, poate îmbunătăți calitatea produsului și poate fi mai favorabilă operațiunilor de producție.

(5) Stabilitatea termică a hexafluorofosfatului de litiu este mai slabă decât cea a altor săruri de litiu. Acesta se poate descompune în LiF și PF5 într-o cantitate mică la 60°C. După ce indicele de aciditate liberă îndeplinește cerințele, se efectuează o răcire rapidă pentru a reduce influența zonei de temperatură ridicată asupra materiei insolubile.

(6) Atât sursa de căldură, cât și sursa de frig utilizează o mașină de măsurat temperatura matriței cu ulei cu conducție termică, cu control precis al temperaturii.

Mașina de măsurat temperatura matriței cu ulei fierbinte obține un mediu termic la presiune joasă și temperatură înaltă, ușor de reglat, încălzește uniform și poate atinge temperatura precisă a procesului; când temperatura uleiului de transfer termic este mai mare de 80 ℃, acesta trebuie izolat de aer, altfel uleiul de transfer termic se va vaporiza rapid și se va deteriora. Uleiul de transfer termic este inflamabil și trebuie luate măsuri eficiente de prevenire a incendiilor.

(7) Se adoptă o etanșare mecanică cu două capete, uscată la aer.

Înlocuiți principiul tradițional de „blocare a lichidului” cu „blocarea gazului”, adică înlocuiți lichidul de etanșare sub presiune cu gaz de etanșare pentru a asigura „zero scurgeri” din mediul de proces; întregul set de etanșări funcționează fără contact, iar consumul său de energie este doar cel al etanșării tradiționale cu capete duble, reprezentând doar 5% din etanșare, durata de viață fiind de peste 5 ori mai mare decât cea a etanșării tradiționale: sistemul auxiliar cu structură simplă asigură că mediul de proces nu este poluat și că mediul de proces nu se scurge în atmosferă, eliminând complet etanșarea mecanică tradițională cu capete duble din sistemul de răcire cu apă și ulei. Dependența de gazul de etanșare utilizează azot industrial sau aer de instrumente industriale, iar presiunea sa este cu 0,15~0,2MPa mai mare decât cea a mediului.

(8) Sistem de control automat, capabil să verifice inteligent starea de funcționare a echipamentului și uscarea materialului; nu este necesară nicio operațiune manuală pentru conectarea frecventă a conductei echipamentului, reduce intensitatea forței de muncă, utilizează azot fierbinte pentru a izola materialul de aer și menține aciditatea produsului stabilă, datorită întregului proces de transport etanș, astfel încât calitatea produsului este mai stabilă, iar funcționarea este mai sigură și mai convenabilă.