一种锂离子电池的聚三苯胺正极材料生产装置的制作方法

本实用新型涉及化工生产设备技术领域，特别是涉及一种锂离子电池的聚三苯胺正极材料生产装置。

背景技术：

锂离子电池作为新型的储能形式，缓解了人们对化石燃料的依赖和日益严峻的环境压力。当前，聚三苯胺(Polytriphenylamine，PTPAn)被认为是极具潜力的聚合物正极材料。聚三苯胺的分子结构中具有高导电率的聚(对苯)结构和高能量密度的苯胺单元结构，因此，具有高能量密度和高功率密度，以及超大的电子转移速率常数和良好的空穴传输能力。但传统合成聚三苯胺，需要采用氯仿作为溶剂，其遇光照会与空气中的氧作用，逐渐分解而生成剧毒的光气(碳酰氯)和氯化氢，具有一定的毒性，且对环境有危害，对水体可造成污染。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种锂离子电池的聚三苯胺正极材料生产装置，以解决上述现有技术存在的问题，使得生产过程高效,对环境污染少同时设备结构简单。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种锂离子电池的聚三苯胺正极材料生产装置，其特征在于：包括进料罐，所述进料罐通过管路连接有反应单元，所述反应单元通过管路连接有过滤器，所述过滤器通过管路连接有离心泵，所述离心泵通过管路连接有中间罐，所述中间罐通过管路连接所述进料罐，所述反应单元还连接有氮气钢瓶，所述反应单元包括若干个反应釜，若干个所述反应釜相互串联。

优选的，所述反应釜包括本体，所述本体顶部固定连接电机，所述电机输出轴通过联轴器连接有搅拌轴，所述搅拌轴连接有搅拌叶片，所述本体内壁可转动连接有搅拌内壁，所述搅拌内壁上固定有搅拌翅片，所述搅拌叶片拨动搅拌翅片带动搅拌内壁相对本体转动，对溶液进行搅拌。

优选的，所述搅拌叶片包括与搅拌轴固定连接的第一搅拌杆，所述第一搅拌杆的两端固定连接有第二搅拌杆，所述第二搅拌杆上固定有搅拌叶片，所述搅拌叶片上设有通槽。

优选的，所述搅拌翅片上设置有所述通槽。

优选的，所述第一搅拌杆与所述搅拌轴呈60-80°。

优选的，所述过滤器为板框过滤器或离心分离器。

优选的，所述进料罐、若干反应釜、过滤器、中间罐和氮气钢瓶的进口和出口的管路上均固定有截止阀。

优选的，所述进料罐用于盛放离子液体。

本实用新型公开了以下技术效果：

1.本实用新型锂离子电池的聚三苯胺正极材料生产装置结构简单、维修方便、生产高效，分离过程简单，生产出的电池聚三苯胺正极材料无毒、无污染，并且离子液体通过本装置可循环利用，节约能源。

2.本实用新型锂离子电池的聚三苯胺正极材料生产装置，通过搅拌叶片带动搅拌翅片同时搅拌，使反应釜内部的边缘都能得到充分反应，使物料搅拌更加充分和均匀，加快物质的混合。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本本实用搅拌叶片结构示意图；

图3为本实用新型搅拌叶片与搅拌内壁俯视结构示意图；

其中，进料罐-1，过滤器-2，离心泵-3，中间罐-4，氮气钢瓶-5，反应釜-6，本体-6.1，电机-6.2，搅拌轴-6.3，搅拌叶片-6.4，第一搅拌杆-6.4.1，第二搅拌杆-6.4.2，搅拌片-6.4.3，通槽-6.4.4，搅拌内壁-6.5，搅拌翅片-6.6，截止阀-7。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参考图1-3本实用新型提供一种锂离子电池的聚三苯胺正极材料生产装置，包括进料罐1，进料罐1用于盛放离子液体，进料罐1通过管路连接有反应单元，反应单元包括若干个反应釜6，若干个反应釜6相互串联，反应釜6优选为两个。反应单元通过管路连接有过滤器2，过滤器2为板框过滤器或离心分离器，优选为离心分离器，过滤器2通过管路连接有离心泵3，离心泵3通过管路连接有中间罐4，中间罐4通过管路连接进料罐1，反应单元还连接有氮气钢瓶5，进料罐1、若干反应釜6、过滤器2、中间罐4和氮气钢瓶5的进口和出口的管路上均固定有截止阀7。

进一步优化方案，为使反应釜内部的边缘都能得到充分反应，加快物质的混合。反应釜6包括本体6.1，本体6.1顶部固定连接电机6.2，电机6.2输出轴通过联轴器连接有搅拌轴6.3，搅拌轴6.3连接有搅拌叶片6.4，本体6.1内壁通过环形滑轨(图中未视)可转动连接有搅拌内壁6.5，搅拌内壁6.5上固定有搅拌翅片6.6，电机6.2启动，带动搅拌叶片6.4运动拨动搅拌翅片6.6带动搅拌内壁6.5相对本体6.1转动，对溶液进行搅拌，搅拌翅片6.6的设置增加了反应釜6内部边缘液体混合均匀性和整体的搅拌效率。

进一步优化方案，搅拌叶片6.4包括与搅拌轴6.3固定连接的第一搅拌杆6.4.1，第一搅拌杆6.4.1的两端固定连接有第二搅拌杆6.4.2，第二搅拌杆6.4.2上固定有搅拌片6.4.3，搅拌片6.4.3上设有通槽6.4.4，搅拌翅片6.6上同样设有通槽6.4.4，搅拌过程中部分液体从通槽流过，再次混合，增加了液体的流动性，提高了混合均匀性。

进一步优化方案，第一搅拌杆6.4.1与搅拌轴6.3呈60-80°，使第一搅拌杆6.4.1的两端固定连接的第二搅拌杆6.4.2位置高低不同，提高了搅拌面积，使液体充分反应，加快物质的混合，提高效率。

进一步优化方案，反应釜6内固定有加热棒对溶液进行加热，反应釜6内固定有温度传感器对溶液进行测温，加热棒电性连接有PLC控制器，PLC控制器与温度传感器电性连接，温度传感器测定温度后反馈PLC控制器进而控制加热棒是否加热。

本实用新型提供的锂离子电池的聚三苯胺正极材料生产装置的具体生产过程如下：

(1)聚合：在反应釜6中加入定量的三苯胺单体；氮气钢瓶5放出氮气，使得反应釜6进行多次氮气置换使其无水无氧；进料罐1储存有离子液体，将具有催化聚合作用的功能的离子液体溶剂加入反应釜中，再将反应釜6加热到60℃以上并进行搅拌直至反应完全。

(2)分离：反应釜6反应后的聚合产物通过过滤器2分离出固体聚三苯胺产物，离子液体则通过离心泵3进入中间罐4备用。

(3)干燥：向中间罐4倒入活化的4A型分子筛，静止反应24小时以吸附离子液体中的水分。

(3)循环利用：中间罐4中储存的离子液体通过管路进入进料罐1以循环利用，重复聚合步骤进行下次合成。

本实用新型结构简单的、维修方便、生产高效，通过离子液体合成法合成聚三苯胺正极材料。离子液体无味、不燃，其蒸汽压极低，易与其它物质分离，可循环利用；同时，采用离子液体替代对环境有害，具有毒性的氯仿作为溶剂，可减少因挥发而产生的消耗及环境污染问题。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。