一种带自动抽样检测功能的前驱体生产系统和生产方法与流程

本发明属于锂离子电池三元前驱体生产，具体涉及一种带自动抽样检测功能的前驱体生产系统和生产方法。

背景技术：

1、锂离子电池三元前驱体的生产工艺流程为：①硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰溶液配制镍钴锰三元液；②镍钴锰三元液、氨水、液碱共沉淀反应；③陈化、洗涤、浆化；④脱水、干燥；⑤筛分、除铁、包装。

2、在共沉淀反应过程中，需要每2-4小时检测反应釜中的ph值、氨浓度和总碱度，以便参考检测结果来调控氨水和液碱流量。在现有技术中，反应釜安装有在线ph计，可以自动检测ph值，但是氨浓度和总碱度仍然需要人工检测，人工检测不仅成本高，而且不同人员的检测结果存在偏差，导致产品品质的稳定性差。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种带自动抽样检测功能的前驱体生产系统和生产方法，具体包括以下内容：

2、一种带自动抽样检测功能的前驱体生产系统，包括反应釜、浓密器、母液收集槽、样品收集箱、自动检测装置、废水收集槽、以及自动控制系统；所述反应釜设置有回料口和溢流口，所述浓密器设置有进料口、进气口、出液口和出料口，所述样品收集箱设置有进液口和出液口，所述自动检测装置设置有进液口和出液口，所述母液收集槽和废水收集槽分别设置有进液口；所述浓密器的进料口与反应釜的溢流口连接，所述浓密器的出料口与反应釜的回料口连接，所述浓密器的出液口分别与样品收集箱的进液口、以及母液收集槽的进液口通过第一管道、母液管道连接，所述第一管道上设置有第一气动阀；所述样品收集箱的出液口分别与自动检测装置的进液口、以及母液收集槽的进液口通过第二管道和第三管道连接，所述第二管道上设置有第二气动阀，所述第三管道上设置有第三气动阀；所述第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀、自动检测装置分别与自动控制系统连接。反应釜中的浆料溢流到浓密器中，在浓密器进气口中通入氮气加压，使上清液通过浓密器滤棒过滤后排入母液收集槽中，浓密器中浓缩的浆料通过浓密器出料口返回反应釜中，起到浓缩反应液和提高反应釜固含量的作用。

3、优选的，所述自动控制系统包括输入模块、显示模块、信号接收模块、控制模块、以及计算模块，所述输入模块与计算模块连接；所述显示模块分别与输入模块、信号接收模块、控制模块连接，所述计算模块分别与信号接收模块、控制模块、显示模块连接；所述信号接收模块还与自动检测装置连接；所述控制模块还分别与第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀连接。

4、优选的，所述自动控制系统为plc或dcs。

5、优选的，所述所述浓密器的出料口与反应釜的回料口通过管道连接，所述管道上设置有隔膜泵。浓密器中浓缩的浆料通过浓密器出料口，在隔膜泵的助力下返回反应釜中，起到浓缩反应液和提高反应釜固含量的作用。

6、优选的，所述样品收集箱还设置有溢流口，所述样品收集箱的溢流口与母液收集槽的进液口连接，样品收集箱设置溢流口的作用是当取样过多时，样液可以自行溢流到母液收集槽，不会溢出系统。

7、一种利用所述的带自动抽样检测功能的前驱体生产系统生产前驱体的方法，在生产过程中自动抽样检测反应体系的氨浓度和总碱度。

8、优选的，所述自动抽样检测反应体系的氨浓度和总碱度包括以下步骤：

9、(1)通过自动控制系统，控制每1-4h向样品收集箱中自动进样一次，每次进样5-15min后停止进样；自动进样时，自动控制系统控制第一气动阀打开，同时控制关闭第二气动阀和第三气动阀；停止进样时，控制关闭第一气动阀；

10、(2)待进样结束后，通过自动控制系统，控制样品收集箱中样品向自动检测装置中进样检测，进样检测时间5-15s；进样检测时，自动控制系统控制控制第二气动阀开启，其余气动阀关闭；停止进样检测时，控制关闭第二气动阀；

11、(3)检测结束后，通过自动控制系统，控制样品收集箱中剩余样品排入母液收集槽，同时控制自动检测装置中的检测废液排入废水收集槽，即同时控制打开第二气动阀和第三气动阀。

12、优选的，所述步骤(3)还包括：通过自动控制系统输出检测结果。

13、本发明的有益效果：

14、(1)本发明公开的带自动抽样检测功能的前驱体生产系统，包括反应釜、浓密器、母液收集槽、样品收集箱、自动检测装置、废水收集槽、以及自动控制系统，整个生产系统设计合理，结构简单，使用方便，可以自动检测三元前驱体反应过程中的氨浓度和总碱度，减少检测人员数量，降低生产中的人工成本。

15、(2)本发明公开的带自动抽样检测功能的前驱体生产系统，通过设置自动控制系统和自动检测装置，可以实现氨浓度和总碱度等参数的自动检测，避免了不同检测人员的检测结果偏差，检提高了测结果的可靠性，有助于更快的调控反应体系达到稳定，有利于稳定和提高产品品质。

技术特征：

1.一种带自动抽样检测功能的前驱体生产系统，其特征在于，包括反应釜、浓密器、母液收集槽、样品收集箱、自动检测装置、废水收集槽、以及自动控制系统；所述反应釜设置有回料口和溢流口，所述浓密器设置有进料口、进气口、出液口和出料口，所述样品收集箱设置有进液口和出液口，所述自动检测装置设置有进液口和出液口，所述母液收集槽和废水收集槽分别设置有进液口；所述浓密器的进料口与反应釜的溢流口连接，所述浓密器的出料口与反应釜的回料口连接，所述浓密器的出液口分别与样品收集箱的进液口、以及母液收集槽的进液口通过第一管道、母液管道连接，所述第一管道上设置有第一气动阀；所述样品收集箱的出液口分别与自动检测装置的进液口、以及母液收集槽的进液口通过第二管道和第三管道连接，所述第二管道上设置有第二气动阀，所述第三管道上设置有第三气动阀；所述第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀、自动检测装置分别与自动控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种带自动抽样检测功能的前驱体生产系统，其特征在于，所述自动控制系统包括输入模块、显示模块、信号接收模块、控制模块、以及计算模块，所述输入模块与计算模块连接；所述显示模块分别与输入模块、信号接收模块、控制模块连接，所述计算模块分别与信号接收模块、控制模块、显示模块连接；所述信号接收模块还与自动检测装置连接；所述控制模块还分别与第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀连接。

3.根据权利要求2所述的一种带自动抽样检测功能的前驱体生产系统，其特征在于，所述自动控制系统为plc或dcs。

4.根据权利要求1所述的一种带自动抽样检测功能的前驱体生产系统，其特征在于，所述所述浓密器的出料口与反应釜的回料口通过管道连接，所述管道上设置有隔膜泵。

5.根据权利要求1所述的一种带自动抽样检测功能的前驱体生产系统，其特征在于，所述样品收集箱还设置有溢流口，所述样品收集箱的溢流口与母液收集槽的进液口连接。

6.一种利用权利要求1-5任一项所述的带自动抽样检测功能的前驱体生产系统生产前驱体的方法，其特征在于，在生产过程中自动抽样检测反应体系的氨浓度和总碱度。

7.根据权利要求6所述的一种利用带自动抽样检测功能的前驱体生产系统生产前驱体的方法，其特征在于，所述自动抽样检测反应体系的氨浓度和总碱度包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种利用带自动抽样检测功能的前驱体生产系统生产前驱体的方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括：通过自动控制系统输出检测结果。

技术总结
本发明属于锂离子电池三元前驱体生产技术领域，具体涉及一种带自动抽样检测功能的前驱体生产系统和生产方法。所述生产系统包括反应釜、浓密器、母液收集槽、样品收集箱、自动检测装置、废水收集槽、以及自动控制系统，整个生产系统设计合理，结构简单，使用方便，可以自动检测三元前驱体反应过程中的氨浓度和总碱度，减少检测人员数量，降低生产中的人工成本。本发明所述的生产系统，通过设置自动控制系统和自动检测装置，可以实现氨浓度和总碱度等参数的自动检测，避免了不同检测人员的检测结果偏差，检提高了测结果的可靠性，有助于更快的调控反应体系达到稳定，有利于稳定和提高产品品质。

技术研发人员：薛飞,王登登,许开华,刘郁,陈永安,邓冰阳,周毅
受保护的技术使用者：格林爱科（荆门）新能源材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11