一种六氟磷酸盐合成用无水氟化氢的电解脱水装置的制作方法

本实用新型涉及一种无水氟化氢提纯设备，尤其涉及一种六氟磷酸盐合成用无水氟化氢的电解脱水装置。

背景技术：

六氟磷酸盐特别是六氟磷酸锂，因其独特的物理化学以及电化学性能，已成为制造二次锂离子电池用的重要电解质之一，现有技术中合成六氟磷酸锂一般是采用在非水溶剂的氟化氢液体中利用五氟化磷与氟化锂反应来合成六氟磷酸锂，为了提高电解质的纯度，会对氟化氢进行脱水处理，氟化氢在常态下是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，具有非常强的吸湿性，接触空气即产生白色烟雾，易溶于水，可与水无限互溶形成氢氟酸，氟化氢有吸湿性，在空气中吸湿后“发烟”。

基于上述描述本实用新型人发现，现有的一种六氟磷酸盐合成用无水氟化氢的电解脱水装置主要存在以下不足，比如：

现有技术只是对氟化氢进行简单的反应吸水，除水性能较差，易与电解质中的物质反应降低电解质的纯度，有部分采用电解的方式对氟化氢进行电解，在电解溶液中采用金属卤化物作为导电剂，在电解中会逐渐被消耗，随着电解反应的进行电解溶液中的电子导电效果会受到影响，使电解过程后期中的水分子更难以被电离，且电解过程往往需要持续很久才能够将溶液中的水分子

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种六氟磷酸盐合成用无水氟化氢的电解脱水装置，以解决现有的问题。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种六氟磷酸盐合成用无水氟化氢的电解脱水装置，包括：

一电源与正负极棒的电解槽和锁紧在其两端的收气腔；

置于电解槽内并且环绕包裹在正负极棒外圆周面的导腔结构，还有一活动开合在电解槽底部的吸取结构，所述吸取结构的出口与外腔密封结构连接；

所述导腔结构包括外环圈与内环圈，所述正负极棒垂直插嵌在外环圈与内环圈的连接处。

根据一种可实施方式，所述外环圈包括有环圈，环圈的内壁由若干层传输网构成，环圈与正负极棒垂直相交的位置镶嵌有套筒，环圈与环圈之间经由立柱连接在一起且处于同一垂直面上。

根据一种可实施方式，所述传输网为若干个正六边形的固型框组合连接而成，固型框与固型框之间开设有贯通道。

根据一种可实施方式，所述吸取结构包括有回转管，所述回转管中心为实心支撑柱，外部为空心弹簧结构，顶端经由阀门与电解槽的底部连接在一起。

根据一种可实施方式，所述回转管内壁每一圈的底部均锁紧有流槽，流槽内流动的液体为浓硫酸，回转管的出口处扣接有泵机。

根据一种可实施方式，所述收气腔距电解槽中电解质液的高度为5cm。

根据一种可实施方式，所述外环圈、内环圈以及内部的所有结构采用的材料可为碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的任意一种。

根据一种可实施方式，所述外环圈与内环圈的高度高于正负极棒浸没在溶液部分的高度。

本实用新型一种六氟磷酸盐合成用无水氟化氢的电解脱水装置，设计合理，功能性强，具有以下有益效果：

本实用新型通过在电解槽的正负极棒附近以及二者之间流通的氟化氢液中设置导腔结构，能够加快溶液中电子的流通，提高正负极之间的电解效果，使氟化氢中的水分子能够被电离的更加的完全，将氟化氢溶液中的含水量降到最低，较好的去除氟化氢溶液中的水。

本实用新型通过在电解过程后设立的吸取结构，能够将电离过程后含水量较低的溶液通入具备浓硫酸的通道中，在每次流动传输的过程中都会与浓硫酸进行接触，使浓硫酸能够将含水量本已小于30ppm的溶液中的含水量再次减少，再次提高氟化氢溶液的纯度，减少氟化氢溶液中的水对六氟磷酸盐反应的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中的附图作详细地介绍，以此让本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一种六氟磷酸盐合成用无水氟化氢的电解脱水装置的结构示意图。

图2为本实用新型导腔结构俯视的结构示意图。

图3为本实用新型外环圈立体半剖面的结构示意图。

图4为本实用新型传输网截面展开后的结构示意图。

图5为本实用新型传输网安装在环圈内部时的结构示意图。

图6为本实用新型吸取结构详细的结构示意图。

附图标记说明：电解槽-0、收气腔-1、导腔结构-2、

吸取结构-3、外环圈-20、内环圈-21、环圈-200、

传输网-201、贯通道-010、固型框-011、回转管-31。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例如下：

如附图1至附图6所示，本实用新型提供一种六氟磷酸盐合成用无水氟化氢的电解脱水装置，一电源与正负极棒的电解槽0和锁紧在其两端的收气腔1，电解槽0中有水分监测结构，能够实时查看氟化氢溶液中的水分含量，在电解时电源保持在4.5-7v之间，时间控制在15-18h；

置于电解槽0内并且环绕包裹在正负极棒外圆周面的导腔结构2，不仅能够环绕在极棒的四周增强其四周的电子充电放电效果，还能够处于反应区的任一位置内，提高整个区域内的导电性，还有一活动开合在电解槽0底部的吸取结构3，所述吸取结构3的出口与外腔密封结构连接；

所述导腔结构2包括外环圈20与内环圈21，所述正负极棒垂直插嵌在外环圈20与内环圈21的连接处，外环圈20包裹在极棒的外侧，内环圈21紧贴在极棒的内侧，能够主要刺激增强极棒处的导电及反应效果。

如附图3所示，所述外环圈20包括有环圈200，环圈200的内壁由若干层传输网201构成，环圈200与正负极棒垂直相交的位置镶嵌有套筒202，环圈200与环圈200之间经由立柱203连接在一起且处于同一垂直面上，套筒202与立柱203从上到下的不间断连接，能将极棒完全裹住，让极棒在充放电的过程电子的流动性得到较好的增强，从上到下都较为的均匀，遍布整个电解槽0中的电解液。

如附图4所示，所述传输网201为若干个正六边形的固型框011组合连接而成，固型框011与固型框011之间开设有贯通道010，似蜂巢状的流通结构，能够让氢离子与水合氢离子流向阴极和阳极的速度不会因为因为框架的限制而受到阻碍，碳元素构成的固型框011能够提高导电性以及整体的电离度，且能够选择性的在贯通道010中加入其他可消耗的导电剂，增强溶液在一阶段内的导电性，可在初期大大提高电解速度。

如附图5所示，所述吸取结构3包括有回转管31，所述回转管31中心为实心支撑柱，外部为空心弹簧结构，顶端经由阀门与电解槽0的底部连接在一起，所述回转管31内壁每一圈的底部均锁紧有流槽30，流槽30内流动的液体为浓硫酸，回转管31的出口处扣接有泵机32，能够在经过电解脱水后再进行一次吸收作用，采用不与氟化氢反应的浓硫酸，在不产生其他杂质的同时降低氰化氢中的含水量，且浓硫酸外裹一层鼓膜，能够保证与氟化氢接触时但二者又互溶。

如附图1所示，所述收气腔1距电解槽0中电解质液的高度为5cm，能够将电解时产生后的气体迅速带走回收掉，一方面是防止造成污染及时回收再利用，一方面是防止堆积在设备内部造成可逆反应。

如附图2所示，所述外环圈20、内环圈21以及内部的所有结构采用的材料可为碳纳米管、碳纤维、石墨烯中的任意一种，材料选择的优先级为碳纳米管〉碳纤维〉石墨烯，均为碳结构组合而成，不与氟化氢反应且能够提高电子的流动性。

如附图1所示，所述外环圈20与内环圈21的高度高于正负极棒浸没在溶液部分的高度，高于氟化氢溶液能够防止接近液面顶层的溶液电子的流动度由于无法与导腔结构2接触而受到影响无法得到提速。

在需要制取六氟磷酸盐前，需要先对氟化氢溶液进行脱水，本实用新型采用电解法脱水，将氟化氢溶液通入密闭的电解槽0中，防止与在电解过程中与空气中的水蒸气反应形成更多的水分子，通入后激活电解槽0的电源，使电解槽0的正负极棒处开始产生电流，对里面的溶液进行电解，电解发生时，在阴极处，氢离子会移动到引起产生氢气，即2h+→h2↑，阳极则是水与氟化氢反应产生水合氢离子，即h2o+hf→h3o++f－，h3o+在氟化氢的氟化下生成of2↑，使水不断的被电解分离成气体溢出，在这个反应的基础上，电解时产生的氢离子和氟离子游离在溶液中，会受到外环圈20与内环圈21的牵引，在正负极棒附近更为的明显，氟化氢溶液中的正负粒子和电子均得到加速，氢离子合成氢气的速度和体积均得到提升，水分解为水合氢离子的速度和数量也增多，在氟化氢中的水逐渐被电解反应分解掉形成气体从收气腔1排出，使氟化氢的含水量＜30ppm之后反应停止，电解完成后的氟化氢溶液将气体抽干后，将其通入回转管31中，在回转管31中的管道流动时，每往下流动一圈的时候都会与流槽30中的浓硫酸接触，将氟化氢溶液中微量的水分再处理一次，且发生接触时并不会带走浓硫酸，使氟化氢溶液中的含水量远小于30ppm，提高氟化氢的纯度，减少对六氟磷酸盐制取的干扰。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

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