CN104835944A - 一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的方法及装置。该装置主要包括通过管路依次连通的高位浆化搅拌槽（1）、液体介质除磁性异物设备（2）、低位浆化搅拌槽（3），所述的高位搅拌浆化槽（1）上设有锂离子电池正极材料入口（7）和液体介质入口（8）；高位搅拌浆化槽设置有搅拌装置；所述低位浆化搅拌槽（3）通过循环泵（4）连通高位搅拌浆化槽的液体介质入口（8）；液体介质除磁性异物设备（2）的下游还设置有离心机（5）。本发明装置结构简单，成本低廉，操作方便，能高效降低锂离子电池正极材料中磁性异物含量，有效地防止了锂离子电池正极材料中的异物特别是磁性异物进入到产品中，就可以提高产品的质量。

Description

一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的方法及装置
技术领域
本发明涉及降低磁性异物的装置和方法，具体地说是一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的方法及装置。
背景技术
磁性异物的存在给锂电池的安全性能带来了很大的隐患，目前锂电池正极材料对磁性异物的要求非常高，铁杂质是磁性异物的主要成分。因为锂离子电池正极材料中的铁杂质在充电过程中会溶解，然后在负极上还原成单质铁，铁的晶核较大，又具有一定的磁性，特别晶体的生长很快，所以很容易在负极形成铁枝晶。铁的硬度很大，铁枝晶很容易刺破隔膜，造成电池内部短路，导致电池自放电、甚至起火、爆炸。其它具有磁性的物质（如锌、铬元素）也具有铁元素类似的情况。所以，在生产过程中必须严格把控锂离子电池正极材料中磁性异物颗粒的尺寸、种类和总含量，磁性异物含量的高低是衡量锂离子电池正极材料品质高低的重要标准。最大可能的去除磁性异物，已成为各锂离子电池正极材料生产厂家的主要发展方向。
现在，国内外锂离子电池厂家对正极材料中磁性异物的含量要求很高。国内电池厂家对磁性异物含量的要求一般为小于100ppb。高端电池厂家对锂离子电池正极材料中的磁性异物含量要求一般为小于50ppb。故锂离子电池正极材料的产品质量特别是磁性异物的控制是解决锂离子电池安全问题的关键。
发明内容
本发明的一个目的是提出一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的装置，该装置结构简单、操作方便、可靠性高，本发明的另一个目的是提出一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的方法，该方法能够低成本高效的去除磁性异物。
为实现上述目的，本发明所述一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的装置，包括通过管路依次连通的高位浆化搅拌槽、液体介质除磁性异物设备、低位浆化搅拌槽，所述的高位搅拌浆化槽上设有锂离子电池正极材料入口和液体介质入口；高位搅拌浆化槽设置有搅拌装置；所述低位浆化搅拌槽通过循环泵连通高位搅拌浆化槽的液体介质入口；液体介质除磁性异物设备的下游还设置有离心机。
该装置还包括与离心机及低位浆化搅拌槽通过管路连通的抽滤缸。
所述液体介质除磁性异物设备将浆料经过除磁性异物后，通过液体介质出入料管清洗将磁性物质排出体系。
所述液体介质除磁性异物设备数量不少于两个；液体介质除磁性异物设备数量为多个时能够串联或并联。
所述液体介质除磁性异物设备将浆料经过除磁性异物后，通过液体介质清洗将磁性物质排出体系,所述液体介质除磁性异物设备内安装有磁棒和磁板。；将除磁性异物设备内部的磁棒和磁板拆卸，使用液体介质出入料管将除磁性异物设备中的磁性物质冲洗快速排出体系，通过抽滤缸将磁性物质过滤收集。
所述的循环泵能够通过循环泵将低位浆化搅拌槽中的浆料重新打入高位搅拌浆化槽中再次进行除磁性异物，除磁性异物操作能够多次进行。
所述锂电池正极材料接触部分全部为非金属材质。
本发明所述一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的方法，其特征在于：
向高位浆化搅拌槽内加入液体介质，再开启搅拌，最后加入锂离子电池正极材料；
称取锂电池正极材料中磁性异物含量为200ppb；
搅拌0.5-1h，制备成均匀的浆料；
通过高位搅拌浆化槽的底阀控制，浆料以5-10L/min进入液体介质除磁性异物设备去除磁性异物；
除磁性异物结束后拆卸磁棒和磁板，使用液体介质将除磁性异物设备清洗干净，通过抽滤缸将磁性物质过滤收集；
除磁性异物后取样，取样500g检测物料磁性异物含量，经循环除磁性异物后，锂电池正极材料中磁性异物的含量小于20ppb；
将检测合格的物料打入离心机进行固液分离后，即得到低磁性异物含量的锂离子电池正极材料。
所述步骤中每经过循环除磁性异物工序，就需要拆卸除磁性异物设备内部的磁棒和磁板，将除磁性异物设备内部的磁性异物冲洗干净，然后进行下一次的除磁性异物；若除磁性异物效果未达到规定的指标，启动循环泵，将低位浆化搅拌槽的浆料打入高位搅拌浆化槽，再进行循环除磁性异物，直至磁性异物含量达到规定的指标要求；将磁性异物含量达到规定指标要求的浆料打入离心机，进行离心分离。
所述锂电池正极材料（7）为镍钴锰三元正极材料。
所述步骤、制备得到产品离子电池正极材料中的磁性异物含量≤20ppb。
本发明所述一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的方法及装置，其有益效果在于：采用锂离子电池正极材料浆化除磁性异物工艺，所使用的装置内壁进行了物料与环境隔离，使得得到的产品锂离子电池正极材料磁性异物含量≤20ppb，而且能够全流程控制电池正极材料磁性异物含量，该工艺能够低成本高效的去除磁性异物，该装置结构简单、操作方便、可靠性高。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图中：1-高位浆化搅拌槽、2-液体介质除磁性异物设备、3-低位浆化搅拌槽、4-循环泵、5-离心机、6-抽滤缸、7-锂离子电池正极材料入口、8-液体介质入口。
具体实施方式
实施例1
一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的装置，包括通过管路依次连通的高位浆化搅拌槽1、液体介质除磁性异物设备2、低位浆化搅拌槽3，所述的高位搅拌浆化槽1上设有锂离子电池正极材料入口7和液体介质入口8；高位搅拌浆化槽设置有搅拌装置；所述低位浆化搅拌槽3通过循环泵4连通高位搅拌浆化槽的液体介质入口8；液体介质除磁性异物设备2的下游还设置有离心机5；所述液体介质除磁性异物设备2将浆料经过除磁性异物后，通过液体介质8出入料管清洗将磁性物质排出体系；所述液体介质除磁性异物设备2设置有两个，相互串联；所述除磁性异物设备2内部安装有磁棒和磁板；将除磁性异物设备2内部的磁棒和磁板拆卸，使用液体介质8出入料管将除磁性异物设备2中的磁性物质冲洗快速排出体系，通过抽滤缸6将磁性物质过滤收集；所述的循环泵4能够通过循环泵4将低位浆化搅拌槽3中的浆料重新打入高位搅拌浆化槽1中再次进行除磁性异物，除磁性异物操作能够多次进行；所述锂电池正极材料7接触部分全部为非金属材质；
运行时：
（1）向500L高位搅拌浆化槽中加入330L纯水，开启搅拌；
（2）称取100kg磁性异物含量为200pb的镍钴锰三元正极材料，加入高位搅拌浆化槽；
（3）搅拌0.5h，制备成均匀的浆料；
（4）通过高位搅拌浆化槽的底阀控制，浆料以5L/min进入液体介质除磁性异物设备去除磁性异物；
（5）一个周期除磁性异物结束后拆卸磁棒和磁板，使用纯水将除磁性异物设备清洗干净，通过抽滤缸将磁性物质过滤收集；
（6）除磁性异物后取样，取样500g检测物料磁性异物含量，经2次除磁性异物后，镍钴锰酸锂三元正极材料中磁性异物的含量小于20ppb；
（7）将检测合格的物料打入离心机进行固液分离后，即得到低磁性异物含量的镍钴锰三元正极材料。
实施例2
（1）向500L高位搅拌浆化槽中加入330L纯水，开启搅拌；
（2）称取100kg磁性异物含量为200pb的镍钴锰三元正极材料，加入高位搅拌浆化槽；
（3）搅拌0.5h，制备成均匀的浆料；
（4）通过高位搅拌浆化槽的底阀控制，浆料以10L/min进入液体介质除磁性异物设备去除磁性异物；
（5）每次除磁性异物结束后拆卸磁棒和磁板，使用纯水将除磁性异物设备清洗干净，通过抽滤缸将磁性物质过滤收集；
（6）每次除磁性异物后取样，取样500g检测物料磁性异物含量，经4次除磁性异物后，镍钴锰酸锂三元正极材料中磁性异物的含量小于20ppb；
（7）将检测合格的物料打入离心机进行固液分离后，即得到低磁性异物含量的镍钴锰三元正极材料。
实施例3
（1）向500L高位搅拌浆化槽中加入330L纯水，开启搅拌；
（2）称取100kg磁性异物含量为200pb的镍钴锰三元正极材料，加入高位搅拌浆化槽；
（3）搅拌0.7h，制备成均匀的浆料；
（4）通过高位搅拌浆化槽的底阀控制，浆料以7L/min进入液体介质除磁性异物设备去除磁性异物；
（5）每次除磁性异物结束后拆卸磁棒和磁板，使用纯水将除磁性异物设备清洗干净，通过抽滤缸将磁性物质过滤收集；
（6）每次除磁性异物后取样，取样500g检测物料磁性异物含量，经3次除磁性异物后，镍钴锰酸锂三元正极材料中磁性异物的含量小于20ppb；
（7）将检测合格的物料打入离心机进行固液分离后，即得到低磁性异物含量的镍钴锰三元正极材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的装置，其特征在于：包括通过管路依次连通的高位浆化搅拌槽（1）、液体介质除磁性异物设备（2）、低位浆化搅拌槽（3），所述的高位搅拌浆化槽（1）上设有锂离子电池正极材料入口（7）和液体介质入口（8）；高位搅拌浆化槽设置有搅拌装置；所述低位浆化搅拌槽（3）通过循环泵（4）连通高位搅拌浆化槽的液体介质入口（8）；液体介质除磁性异物设备（2）的下游还设置有离心机（5）。
2.如权利要求1所述一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的装置，其特征在于：该装置还包括与离心机及低位浆化搅拌槽（3）通过管路连通的抽滤缸（6）。
3.如权利要求1所述一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的装置，其特征在于：所述液体介质除磁性异物设备（2）将浆料经过除磁性异物后，通过液体介质清洗将磁性物质排出体系,所述液体介质除磁性异物设备（2）内安装有磁棒和磁板。
4.如权利要求1所述一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的装置，其特征在于：所述液体介质除磁性异物设备（2）数量不少于两个。
5.如权利要求1所述一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的装置，其特征在于：所述液体介质除磁性异物设备（2）数量为多个时串联或并联。
6.如权利要求1所述一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的装置，其特征在于：所述锂电池正极材料接触部分全部为非金属材质。
7.一种降低锂离子电池正极材料磁性异物含量的方法，其特征在于：
向高位浆化搅拌槽（1）内加入锂电池正极材料，按固液比1:3-1:5的比例加入液体介质，搅拌0.5-1h，制备成均匀的浆料；
通过高位搅拌浆化槽的底阀控制，浆料以5-10L/min进入液体介质除磁性异物设备去除磁性异物；
除磁性异物结束后拆卸磁棒和磁板，使用液体介质将除磁性异物设备清洗干净，通过抽滤缸将磁性物质过滤收集；
除磁性异物后取样，取样检测物料磁性异物含量，经循环除磁性异物步骤；
将检测合格的物料打入离心机进行固液分离后，即得到低磁性异物含量的锂离子电池正极材料。
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