重结晶装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于结晶装置技术领域，特别涉及一种LiPF6重结晶装置。
【背景技术】
[0002]六氟磷酸锂是目前锂离子二次电池所应用的重要电解质，而锂离子二次电池是目前公认较为理想的绿色能源，其体积小、电容量大，已被广泛应用。由六氟磷酸锂与有机碳酸酯类溶剂类制备的电解液的性能优劣直接影响到锂离子二次电池的充放电容量、循环寿命以及电池的安全性；由于其吸湿性强，在空气中极易分解，其制备条件要求也就十分苛刻，同样包装及储存环境也有着严格的要求。
[0003]合成六氟磷酸锂的方法主要有三种:气固法、离子交换法、溶剂法。目前能够实现大规模工业生产的是无水氢氟酸溶剂法，在此工艺中六氟磷酸锂的质量有着较大的波动，主要体现在游离酸，不溶物等指标上，造成波动的原因主要是在合成过程中，人员操作及外界环境对其造成的不可避免的影响。为了保证质量需要对六氟磷酸锂进行进一步的重结晶纯化。常见的纯化有有机溶剂纯化，气固二次反应法和HF溶剂重结晶纯化。
[0004]有机溶剂法多适用于有机溶剂法合成的六氟磷酸锂，在专利CN103539168A中采用的是将六氟磷酸锂在0-40°C下溶于碳酸酯类或醚类溶剂中，经过搅拌溶解，结晶成核，陈化后，过滤干燥得到六氟磷酸锂成品。此类有机溶剂纯化的弊端在于初期溶解困难，且有部分六氟磷酸锂与有机溶剂产生络合，不利于后期成核析出，导致重结晶效率差，另外析出的六氟磷酸锂表面及内部参杂有机溶剂多，干燥时间长，干燥后成品表层易泛黄，影响到下游产品电解液的色度指标。
[0005]气固反应法纯化，多采用氟气，五氟化磷气体等进行纯化，通过进一步反应消耗掉六氟磷酸锂内部的水分，氟化锂，氟氧磷锂等杂质。在专利CN1850593A中通过将五氟化磷气体通入到六氟磷酸锂干燥设备中继续反应，达到除去六氟磷酸锂中水分，氟化锂，氟氧磷锂等杂质的目的。在专利CN102180456B中采用氟气通入到专有装置中，氟气与六氟磷酸锂中的杂质反应，从而得到除杂的目的。此类方法纯化对设备要求较高，气固反应效率低，为了达到除杂的目的，气体通入量较大，后续吸收系统压力较大，不利于环保处理。
[0006]HF溶剂法纯化，适用于HF溶剂法生产的六氟磷酸锂，此工艺中HF与五氯化磷，氟化锂反应得到六氟磷酸锂，发应后过滤、干燥得到六氟磷酸锂成品，过滤后的母液继续在系统中循环使用，长久循环下去势必造成杂质在生产系统中富集，从而导致六氟磷酸锂质量产生波动。为了保证六氟磷酸锂质量一致性，就需要将六氟磷酸锂用新的HF进行重结晶提纯。常规的重结晶采用的设备通常存在着传热、传质效率低，结晶成核不均匀，纯化时间长等问题，直接导致重结晶纯化效果不明显，重结晶后质量依旧不稳定。本专利针对六氟磷酸锂HF溶剂纯化方法中的问题，采用一种新的重结晶装置进行重结晶纯化，能够提升重结晶效率，提高传热、传质效率，通过栗循环保证其成核均一性，从而利用重结晶达到除杂的目的。【实用新型内容】
[0007]为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种LiPF6重结晶装置，该装置能得到高纯度的LiPF6晶体。所述技术方案如下:
[0008]本实用新型实施例提供了一种LiPF6重结晶装置，该装置包括主腔体1、循环栗9、主腔体I上的冷媒进口 5、主腔体I上的冷媒出口6、主腔体I一侧的进料口7和主腔体I另一侧的出料口 8，所述循环栗9通过管路与进料口 7和出料口 8连接;所述主腔体I的腔体内交错设有多块折流板3，所述折流板3内部设有换热夹层4，所述换热夹层4与冷媒进口 5和冷媒出口6连通。
[0009]具体地，本实用新型实施例中的主腔体I为矩形腔体结构，所述主腔体I前、后两侧分别设有进料口 7和出料口 8，所述主腔体I的左、右内壁上间隔交错设有多块折流板3，所述折流板3沿左右向设置。
[0010]进一步地，本实用新型实施例中的主腔体I内壁和折流板3的外壁均喷涂有耐腐蚀的纳米材料。
[0011 ]其中，本实用新型实施例中的冷媒出口 6设于主腔体I 一侧，所述冷媒进口 5设于主腔体I另一侧。
[0012]其中，本实用新型实施例中的主腔体I上设有盘管2，所述盘管2与冷媒进口5和冷媒出口 6连通。
[0013]本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本实用新型实施例提供了一种LiPF6重结晶装置，采用该结晶装置后，六氟磷酸锂重结晶时间缩短，提高了传热、传质效率，成核均一，杂质在重结晶过程中得到有效的去除，同时体系全密封状态，有效地避免了人为操作及外界环境的影响，得到的产品的游离酸和不溶物含量明显降低，产品质量稳定提升，同时提尚了单位生广效率。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型实施例提供的LiPF6重结晶装置的结构示意图。
[0015]图中:I主腔体、2盘管、3折流板、4换热夹层、5冷媒进口、6冷媒出口、7进料口、8出料口、9循环栗。
【具体实施方式】
[0016]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
[0017]参见图1，本实用新型实施例提供了一种LiPF6重结晶装置，该装置包括主腔体1、循环栗9、主腔体I上的冷媒进口 5、主腔体I上的冷媒出口 6、主腔体I 一侧的进料口 7和主腔体I另一侧的出料口 8等。其中，循环栗9通过管路与进料口 7和出料口 8连接使物料在主腔体I内循环，主腔体I上设有盘管或者夹套等换热结构，换热结构上设置冷媒出口 6和冷媒进口5，而冷媒出口 6和冷媒进口 5与冷冻机组连接构成一循环降温结构。前述结构与现有的换热结晶装置基本一致，不同之处在于:本实施例中的主腔体I的腔体内交错设有多块折流板3，折流板3设于进料口7与出料口8之间，使腔体内形成一蛇形流道。具体地，折流板3的数量可以为5-15块。其中，折流板3内部设有换热夹层4，该换热夹层4与冷媒进口 5和冷媒出口 6连通用于对主腔体I内部进行降温。
[0018]具体地，参见图1，本实用新型实施例中的主腔体I为矩形腔体结构，主腔体I为卧式结构，该主腔体I前、后两侧分别设有进料口 7和出料口 8，该主腔体I的左、右内壁上间隔交错设有多块折流板3，折流板3沿左右向设置且相互平行。当然，主腔体I也可以为其他形状，如圆柱形、菱形等，而折流板3也可以不相互平行设置。
[0019]进一步地，本实用新型实施例中的主腔体I内壁和折流板3的外壁均喷涂有耐腐蚀的纳米材料形成涂层，涂层的厚度为10_20μπι。
[0020]其中，参见图1，本实用新型实施例中的冷媒出口6设于主腔体I一侧(靠近进料口 7的一侧)，冷媒进口5设于主腔体I另一侧(靠近出料口8的一侧)，即该装置采用逆流降温。具体地，如图1所示，冷媒进口5设于主腔体I后部侧壁上，出料口8与最后一块折流板3对侧，冷媒出口 6设于主腔体I前部侧壁上，进料口 7与第一块折流板3同侧。
[0021]具体地，参见图1，本实用新型实施例中的主腔体I上设有盘管2，盘管2与冷媒进口5和冷媒出口 6连通(可以与换热夹层4共用)。具体地，盘管2缠绕在主腔体I的外壁上且其前后两端分别与冷媒进口 5和冷媒出口 6连接。
[0022]参见图1，本实用新型实施例提供的LiPF6重结晶装置工作过程如下:
[0023]将六氟磷酸锂按照比例于一定温度下溶解在HF中，然后将混合溶液通过进料口 7送入主腔体I中，开启循环栗9让结晶体系循环，冷媒由冷媒进口 5进入，再由冷媒出口 6去冷冻机组循环换热，冷媒经过盘管2和折流板3内部的换热夹层4充分对体系进行换热，保证结晶过程中体系温度均一化，保证晶体能够平稳析出，达到除杂提纯目的。折流板3在循环结晶过程中，使腔体内形成一条蛇形通道并将体系溶液充分混匀，使得体系均匀，避免局部浓度过高造成了不规则的结晶析出，从而影响到产品质量。控制结晶温度，一段时间后结晶完成，结晶完成后由循环栗9将物料输送至过滤工段，过滤干燥后得到合格产品。该装置的整个体系密封，杜绝了人为操作和外界环境的二次污染。过滤得到的母液根据六氟磷酸锂质量变化，达到一定程度后可返还至六氟磷酸锂合成工段循环使用。
[0024]通过上述过程得到的产品检测结果如下:纯度大于99.99%，游离酸(以HF计)28ppm，水分(卡尔费休法)5ppm，碱金属离子含量(以K、Na计)0.2ppm，重金属离子含量(以Fe计)0.lppm，DMC不溶物含量45ppm。
[0025]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种LiPF6重结晶装置，包括主腔体(1)、循环栗(9)、主腔体(I)上的冷媒进口(5)、主腔体(I)上的冷媒出口(6)、主腔体(I)一侧的进料口(7)和主腔体(I)另一侧的出料口(8)，所述循环栗(9)通过管路与进料口(7)和出料口(8)连接;其特征在于，所述主腔体(I)的腔体内交错设有多块折流板(3)，所述折流板(3)内部设有换热夹层(4)，所述换热夹层(4)与冷媒进口(5)和冷媒出口(6)连通。2.根据权利要求1所述的LiPF6重结晶装置，其特征在于，所述主腔体(I)为矩形腔体结构，所述主腔体(I)前、后两侧分别设有进料口(7)和出料口(8)，所述主腔体(I)的左、右内壁上间隔交错设有多块折流板(3)，所述折流板(3)沿左右向设置。3.根据权利要求1或2所述的LiPF6重结晶装置，其特征在于，所述主腔体(I)内壁和折流板(3)的外壁均喷涂有耐腐蚀的纳米材料。4.根据权利要求1或2所述的LiPF6重结晶装置，其特征在于，所述冷媒出口(6)设于主腔体(I) 一侧，所述冷媒进口( 5)设于主腔体(I)另一侧。5.根据权利要求1所述的LiPF6重结晶装置，其特征在于，所述主腔体(I)上设有盘管(2)，所述盘管(2)与冷媒进口(5)和冷媒出口(6)连通。
【专利摘要】本实用新型公开了一种LiPF6重结晶装置，属于结晶装置技术领域。该装置包括主腔体、循环泵、主腔体上的冷媒进口、主腔体上的冷媒出口、主腔体一侧的进料口和主腔体另一侧的出料口，所述循环泵通过管路与进料口和出料口连接；所述主腔体的腔体内交错设有多块折流板，所述折流板内部设有换热夹层，所述换热夹层与冷媒进口和冷媒出口连通。采用该结晶装置后，六氟磷酸锂重结晶时间缩短，提高了传热、传质效率，成核均一，杂质在重结晶过程中得到有效的去除，同时体系全密封状态，有效地避免了人为操作及外界环境的影响，得到的产品的游离酸和不溶物含量明显降低，产品质量稳定提升，同时提高了单位生产效率。
【IPC分类】C01B25/10, B01D9/02
【公开号】CN205307856
【申请号】CN201520846031
【发明人】邓支华, 舒伟峰, 高月, 刘华华
【申请人】湖北省宏源药业科技股份有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年10月29日