CN105428589B - 锂电池正极材料智能生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池正极材料智能生产工艺，工艺步骤如下：1)将锂电池正极制备原料自动精确配比，然后进行混合；2)混合后的原料进入辊轧造粒机辊轧，形成椭圆形的颗粒料；3)颗粒料经振动给料机送入回转炉烧结，所述回转炉的内壁由牌号为Inconel602的铬镍铁合金制成或所述回转炉的内壁内表面焊接覆盖有陶瓷片；4)烧结后的物料进入机械粉碎机或气流粉碎机粉碎；5)经粉碎后的细料进入批混设备混合；6)最后经筛分设备、电磁除铁机后进入自动包装系统进行包装。本发明采用连续式回转炉能大大提高烧结产能；在烧结前增加辊轧的工艺步骤，将正极材料粉体制成椭圆形的颗粒料，能避免物料在烧结时粘壁。

Description

锂电池正极材料智能生产工艺
技术领域
本发明涉及一种锂电池正极材料智能生产工艺，属于锂电池技术领域。
背景技术
锂电池正极材料主要包括：钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂及三元材料等。目前正极材料主要的生产工艺是：配混料、推板炉或辊道炉烧结、粗破碎、细粉碎、混批、筛分、除铁、包装。其中，耗能最大的工序是烧结炉，不管是推板炉还是辊道炉，都是静态烧结，存在烧结能耗大、周期长、匣钵使用寿命短、操作复杂、生产效率低、受热不均、保温冷却的时间不易控制等缺点，易造成过烧或生烧。少数厂家使用连续式回转炉，但连续式回转炉存在两大问题：一是由于粉料颗粒较小，一般为0.1um-50um，粉料容易粘结在炉膛内壁，停留时间过长造成次品；二是炉体与物料接触的材料容易引入有害金属杂质(Pb、Zn、Cu、Fe等)，造成锂电池的自放电和安全隐患。由于推板炉或辊道炉为静态烧结，出来的产品易结块，必须进行粗破碎后再进入细粉碎工序；另外，传统工艺大多都是手工操作，自动化程度较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种锂电池正极材料智能生产工艺，该工艺能大大提高生产能力，降低单位能耗，同时集成自能化控制，提高自动化程度，节约人工。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种锂电池正极材料智能生产工艺，工艺步骤如下：
1)将锂电池正极制备原料自动精确配比，然后进行混合；
2)混合后的原料进入辊轧造粒机辊轧，形成椭圆形的颗粒料；
3)颗粒料经振动给料机送入回转炉烧结，所述回转炉的内壁由铬镍铁合金制成或所述回转炉的内壁内表面焊接覆盖有陶瓷片；
4)烧结后的物料进入机械粉碎机或气流粉碎机粉碎；
5)经粉碎后的细料进入批混设备混合；
6)最后经筛分设备、电磁除铁机后进入自动包装系统进行包装。
进一步为了降低物料的比表面积，所述的辊轧造粒机的辊筒表面设置有由半椭圆形的凹槽组成的挤压成型辊，压力由系统自动采样，调节，保证压力均衡。
进一步为防止辊轧过程引入有害金属杂质，所述辊筒由工业纯钛TA2材料制成。
进一步为了存储辊轧形成的颗粒料，所述颗粒料在送入回转炉烧结前，先进入中间料仓存储，中间料仓上设置有高、低料位计。
进一步，所述批混设备上安装有称重传感器，物料经批混设备混合后，还包括在批混设备上称重的步骤。
采用了上述技术方案后，本发明采用连续式回转炉代替推板炉或辊道炉对锂电池正极材料进行烧结，能大大提高烧结产能，回转炉的内壁由铬镍铁合金制成或回转炉的内壁内表面焊接覆盖有陶瓷片，能避免金属异物引入物料中；在烧结前增加辊轧的工艺步骤，将正极材料粉体制成椭圆形的颗粒料，降低物料的比表面积，能避免物料在烧结时粘壁。
附图说明
图1为本发明的工作原理图；
图中，1、辊轧造粒机，3、中间料仓，4、振动给料机，5、回转炉，6、正压发送罐，7、料仓，8、气流粉碎机，9、旋风分离器，11、批混设备，12、筛分设备，13、电磁除铁机，14、自动包装系统。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明
如图1所示，一种锂电池正极材料智能生产工艺，工艺步骤如下：
1)将锂电池正极制备原料自动精确配比，然后进行混合；
2)混合后的原料进入辊轧造粒机1辊轧，辊轧造粒机1的辊筒表面设置有由半椭圆形的凹槽组成的挤压成型辊，将粒径0.1um-50um的正极材料粉体辊轧，形成尺寸为2-5cm的椭圆形的颗粒料，然后进入中间料仓3，物料经造粒后，松装密度提高70％-200％，提高了烧结时的填充率，从而节省了大量能源；
3)颗粒料经振动给料机4送入回转炉5烧结，回转炉5的内壁由牌号为Inconel602的铬镍铁合金制成或所述回转炉5的内壁内表面焊接覆盖有MT系列耐磨抗蚀陶瓷片，以达到耐磨防腐的效果，防止引入有害金属杂质；
4)烧结后的物料经正压发送罐6自动输送至气固分离器，并储存至料仓7，然后进入气流粉碎机8粉碎，正压发送罐上安装有高、低料位传感器，料仓7上安装有称重传感器，可采集烧结的出料量和批次并记录，以便追溯每一批次物料烧结情况；
5)经粉碎后的细料进入旋风分离器9，然后进入批混设备11混合；
6)最后经筛分设备12、电磁除铁机13后进入自动包装系统14进行包装。
挤压成型辊共三组，每组二个。
所述辊筒由工业纯钛TA2材料制成，以防止辊轧过程引入有害金属杂质。
中间料仓3上设置有高、低料位计，可有效监控仓内物料状态。
批混设备11上安装有称重传感器，物料经批混设备11混合后，还包括在批混设备11上称重的步骤。
本发明采用连续式回转炉5代替推板炉或辊道炉对锂电池正极材料进行烧结，能大大提高烧结产能，回转炉5的内壁由牌号为Inconel602的铬镍铁合金制成或回转炉的内壁内表面焊接覆盖有陶瓷片，能避免金属异物引入物料中；在烧结前增加辊轧的工艺步骤，将正极材料粉体制成椭圆形的颗粒料，降低物料的比表面积，能避免物料在烧结时粘壁；本发明的自动化水平较高。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种锂电池正极材料智能生产工艺，其特征在于，工艺步骤如下：
1)将锂电池正极制备原料自动精确配比，然后进行混合；
2)混合后的原料进入辊轧造粒机(1)辊轧，形成椭圆形的颗粒料；所述的辊轧造粒机(1)的辊筒表面设置有由半椭圆形的凹槽组成的挤压成型辊，压力由系统自动采样，调节，保证压力均衡；
3)颗粒料经振动给料机(4)送入回转炉(5)烧结，所述回转炉(5)的内壁由铬镍铁合金制成或所述回转炉(5)的内壁内表面焊接覆盖有陶瓷片；
4)烧结后的物料进入机械粉碎机或气流粉碎机(8)粉碎；
5)经粉碎后的细料进入批混设备(11)混合；
6)最后经筛分设备(12)、电磁除铁机(13)后进入自动包装系统(14)进行包装。
2.根据权利要求1所述的锂电池正极材料智能生产工艺，其特征在于：所述辊筒由工业纯钛TA2材料制成。
3.根据权利要求1所述的锂电池正极材料智能生产工艺，其特征在于：所述颗粒料在送入回转炉(5)烧结前，先进入中间料仓(3)存储，中间料仓(3)上设置有高、低料位计。
4.根据权利要求1所述的锂电池正极材料智能生产工艺，其特征在于：所述批混设备(11)上安装有称重传感器，物料经批混设备(11)混合后，还包括在批混设备(11)上称重的步骤。
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