CN106207170B - 一种纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺。它解决了现有制造方法的步骤过于简单，无法保证产品的质量，产品质量差等技术问题。本纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，包括如下工艺步骤：a、将锂源化合物、三价铁源化合物、磷源化合物按化学计量比例加水混合，再加入掺杂金属离子氧化物和一次碳源，混合均匀，喷雾干燥得到干燥粉体；b、将步骤a中的粉体在氮气中于350‑550℃温度范围预处理3‑8h，冷却后加入二次碳源和水，喷雾干燥得到球形粉体；c、将步骤b中的球形粉体通过气流粉碎系统进行粉碎，粉碎后的粉体在氮气中经过600‑650℃处理8‑24h，再进行700‑960℃高温热处理8‑16h，冷却后得到纳米磷酸铁锂正极材料。本发明具有产品质量高的优点。

Description

一种纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种生产工艺，特别是一种纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺。

背景技术

磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池。自1996年日本的NTT首次揭露AyMPO₄(A为碱金属，M为CoFe两者之组合：LiFeCoPO₄)的橄榄石结构的锂电池正极材料之后，1997年美国德克萨斯州立大学等研究群，也接着报导了LiFePO₄的可逆性地迁入脱出锂的特性，美国与日本不约而同地发表橄榄石结构(LiMPO₄),使得该材料受到了极大的重视，并引起广泛的研究和迅速的发展。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的LiMn₂O₄和层状结构的LiCoO₂相比，LiMPO₄的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。

经检索，如中国专利文献公开了一种磷酸铁锂的制造方法【申请号：201280029356.7；公开号：CN 103596877A】。这种磷酸铁锂的制造方法，其特征在于，具备以下工序：水溶液准备工序，准备包含磷酸和羟基羧酸的水溶液；第1制作工序，在所述水溶液中添加含有0.1～2质量％的氧的铁粒子，在氧化环境下使该水溶液中的所述磷酸和所述羟基羧酸与所述铁粒子反应而制作第1反应液；第2制作工序，在所述第1反应液中添加锂源而制作第2反应液；第3制作工序，在所述第2反应液中添加碳源而制作第3反应液；前体生成工序，使所述第3反应液干燥而生成磷酸铁锂前体；以及煅烧工序，将所述磷酸铁锂前体在非氧化性环境下煅烧而得到磷酸铁锂。

该专利中公开的制造方法虽然可生产出磷酸铁锂，但是，该制造方法的步骤过于简单，无法保证产品的质量，产品质量差，因此，设计出一种纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，该生产工艺具有产品质量高的特点。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：

a、将锂源化合物、三价铁源化合物、磷源化合物按化学计量比例加水混合，再加入掺杂金属离子氧化物和一次碳源，混合均匀；形成的浆料进行一次高能超细磨处理2-3h，得到的浆料D50小于0.2μm，喷雾干燥得到干燥粉体，过筛；

b、将步骤a中的粉体在氮气中于350-550℃温度范围预处理3-8h，冷却后加入二次碳源和水，搅拌形成的浆料，经过二次高能超细磨处理后，得到的浆料D50小于0.2μm，喷雾干燥得到球形粉体，过筛；

c、将步骤b中的球形粉体通过气流粉碎系统进行粉碎，粉碎后的粉体在氮气中经过600-650℃处理8-24h，再进行700-960℃高温热处理8-16h，冷却后得到纳米磷酸铁锂正极材料。

采用以上工艺，通过气流粉碎系统可将其粉碎到所需大小，确保产品的大小的一致性，产品质量高。

所述步骤c中的气流粉碎系统包括机架，所述机架上设置有送料装置、分解装置和收集装置，所述送料装置包括储料罐和送料管，储料罐固定在机架上，储料罐上端具有输入口，储料罐下端通过导向管和送料管的管壁相连通，储料罐和导向管之间设置有安装管，安装管上端和储料罐下端相连通，安装管下端和导向管相连通，安装管上具有能将储料罐中物料输送到导向管的输送机构，机架上设置有能将储料罐下端疏通的疏通机构；所述分解装置包括分解罐、定位环、若干供气管、供料管和空压机，分解罐设置在机架上，定位环设置在分解罐内，且定位环位于分解罐中部，若干供气管的出气端穿过分解罐侧壁固定在定位环上，且出气端朝向定位环中心，供气管的进气端通过第一连通管和空压机相连通，供料管的出料端固定在分解罐内，且出料端朝向定位环，供料管的进料端穿过分解罐侧壁和送料管相连通，分解罐上部设置有筛选机构，分解罐下部设置有回收机构；所述收集装置包括收集罐、输出管和输出螺杆，收集罐固定在机架上，收集罐上端具有进口，收集罐的进口和分解罐上部相连通，收集罐下端具有出口，收集罐的出口和输出管的管壁相连通，输出管一端为封闭端，输出管另一端为输出端，输出端上设置有用于定位的定位件，输出螺杆一端位于输出管内，输出螺杆另一端穿出输出管的封闭端与一能带动其转动的驱动机构相连，机架上还固定有阻隔箱，阻隔箱侧部具有开口，阻隔箱上铰接有能将开口封闭住的箱门，输出管的输出端穿过阻隔箱侧壁位于阻隔箱内，机架上还设置有能将阻隔箱内粉尘吸除的吸尘机构。

气流粉碎系统的工作原理如下：通过输送机构将储料罐中的原料输送到导向管中，原料在自身重力的作用下进入到送料管中，从而实现其送料作业；将送料管中的原料通过供料管输送到分解罐中，空压机将压缩后的空气通过供气管输送到分解罐中，原料受到空气的高速冲击，相互之间产生摩擦并分解成纳米级粉料，通过筛选机构将符合要求的颗粒筛选出，通过回收机构将不符合要求的颗粒回收，从而完成其分解作业；纳米级粉料被输送到收集罐中，通过定位件将物料袋固定在输出管的输出端上，通过驱动机构带动输出螺杆转动，随着输出螺杆的转动，将收集罐中的纳米级粉料输送到物料袋中，通过吸尘机构将阻隔箱内的粉尘吸除，从而实现其收集作业。

所述输送机构包括输送轴和减速电机，输送轴水平设置在安装管中，且输送轴位于输气管的出气口下方，输送轴端部和减速电机的输出轴相连，输送轴上固定有若干输送叶片。

当需要将储料罐的原料输送到导向管中，控制减速电机的输出轴带动输送轴转动，输送轴带动输送叶片转动，随着输送叶片的转动，可将储料罐的原料输送到导向管中。

所述疏通机构包括输气管，输气管的出气口穿过安装管的管壁位于安装管内，且该端竖直朝上，输气管的进气口和上述空压机相连通，输气管中设置有电磁阀，机架上还设置有能控制电磁阀工作的控制结构。

当储料罐的下端堵塞时，通过控制结构控制电磁阀得电，电磁阀使输气管连通，空气机将空气输送到输气管的进气口中，输气管的出气口使储料罐下端的原料向上移动，将其疏通，从而可确保送料作业的正常进行，工作稳定性好。

所述控制结构包括弹性片、行程开关和第一控制器，弹性片一端固定在导向管的管壁上，弹性片另一端为自由端，行程开关固定在导向管的管壁上，且行程开关位于弹性片上方，弹性片的自由端能和行程开关接触，行程开关和电磁阀均与该第一控制器相连。

正常情况下，弹性片在原料的重力作用下，弹性片向下变形，弹性片的自由端和行程开关分离，行程开关将信号传递给第一控制器，第一控制器使电磁阀失电；当储料罐的下端堵塞时，弹性片的自由端和行程开关接触，行程开关将信号传递给第一控制器，第一控制器使电磁阀得电，控制方便、快速。

所述筛选机构包括筛选板、震动电机、出料管和第一吸气泵，筛选板设置在分解罐内，且筛选板位于分解罐上部，筛选板上开设有若干过料孔，震动电机通过安装架固定在筛选板上，出料管一端和分解罐上部相连通，出料管另一端和收集罐相连通，第一吸气泵设置在出料管中。

当需要将符合要求的颗粒筛选出时，开启第一吸气泵，符合要求的颗粒可穿过筛选板的过料孔，通过出料管将其输送到收集罐中，筛选快速；通过震动电机使筛选板产生震动，可避免过料孔出现堵塞，工作稳定性好。

所述回收机构包括回收管和第二吸气泵，回收管一端和分解罐下部相连通，回收管另一端和储料罐相连通，第二吸气泵设置在回收管中。

当需要将不符合要求的颗粒回收，开启第二吸气泵，通过回收管将其输送到储料罐中，重新对其进行分解。

所述机架上还设置有能调节第一连通管流量的调控机构，调控机构包括压力传感器、第一流量调节阀和第二控制器，压力传感器和第一流量调节阀依次设置在第一连通管中，且压力传感器位于第一流量调节阀和分解罐之间，压力传感器和第一流量调节阀均与该第二控制器相连。

采用以上结构，通过压力传感器将信号传递给第二控制器，第二控制器控制第一流量调节阀的打开程度，从而可实现第一连通管流量的动态调节，调控精准。

所述定位件包括橡胶圈，橡胶圈套设并固定在输出管的输出端上，橡胶圈外侧面上具有若干凸出部。

采用以上结构，将物料袋套在输出管的输出端上，通过橡胶圈的弹力将物料袋定位住，定位可靠；通过凸出部可增加橡胶圈和物料袋之间的摩擦力，工作稳定性好。

所述吸尘机构包括第一风机、第三吸气泵和吸气管，第一风机固定在阻隔箱内，且第一风机位于输出管上方，第一风机的出风口朝下，吸气管一端和阻隔箱底部相连通，吸气管另一端和第三吸气泵相连通，吸气管中设置有过滤袋。

当需要将阻隔箱内的粉尘吸除时，通过第一风机将阻隔箱内的空气向下输送，粉尘随着空气向下移动，通过第三吸气泵将阻隔箱的粉尘吸除，吸入过滤袋中，吸除方便、快速。

所述驱动机构包括电机、主动齿轮和从动齿轮，电机固定在机架上，主动齿轮固定在电机的输出轴上，从动齿轮固定在输出螺杆上，主动齿轮与从动齿轮相啮合。

当需要使输出螺杆转动时，控制电机的输出轴带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动输出螺杆转动，从而可使输出螺杆转动。

所述机架上设置有用于对空压机进行冷却的冷却机构，冷却机构包括安装支架和第二风机，安装支架设置在机架上，安装支架和机架之间具有减震块，第二风机通过一能带动其水平移动的移动机构设置在安装支架上，第二风机位于空压机上方，且第二风机的出风口朝向空压机。

当需要对空压机降温时，通过移动机构带动第二风机水平移动，移动的第二风机可对空压机整体进行冷却，工作可靠。

所述移动机构包括呈弧形的第一导轨、第一滑块、安装板、伺服电机和齿轮，第一导轨固定在安装支架上，且第一导轨的内弧面上具有齿牙，第一滑块设置在第一导轨中，安装板固定在第一滑块上，伺服电机固定在安装板上表面，伺服电机的输出轴竖直向下，齿轮固定在伺服电机的输出轴上，齿轮与第一导轨的齿牙相啮合，第二风机通过一能带动其上下升降的升降机构设置在安装板下表面。

当需要使第二风机水平移动时，控制伺服电机的输出轴带动齿轮转动，齿轮和第一导轨的齿牙相啮合使第一滑块沿着第一导轨水平移动，第一滑块带动安装板水平移动，安装板带动第二风机水平移动，从而可使第二风机水平移动。

所述升降机构包括推杆电机、第二滑块和第二导轨，第二导轨通过连接架固定在安装板下表面，第二滑块设置在第二导轨中，推杆电机固定在安装板下表面，推杆电机的推杆竖直向下，推杆电机的推杆端部和第二滑块相连，第二风机固定在第二滑块上。

当需要使第二风机上下移动时，控制推杆电机的推杆带动第二滑块沿着第二导轨上下移动，第二滑块带动第二风机上下移动，可对不同型号的空压机进行冷却，适应性强。

所述机架上还设置有能控制伺服电机启停的控制机构，控制机构包括若干温度传感器、显示屏和第三控制器，若干温度传感器分别设置在空压机上，且温度传感器均匀布置，显示屏固定在机架上，温度传感器、显示屏和伺服电机均与该第三控制器相连。

采用以上结构，通过温度传感器检测到空压机处的温度，将信号传递给第三控制器，第三控制器通过显示屏显示其温度值，同时，第三控制器控制伺服电机工作，伺服电机使第二风机水平移动，控制方便。

与现有技术相比，本纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺具有以下优点：

1、生产工艺中通过气流粉碎系统可将其粉碎到所需大小，确保产品的大小的一致性，产品质量高。

2、通过空压机将空气输送到输气管中，输气管使存储罐下端的原料向上移动，可确保送料作业的正常进行，工作稳定性好。

3、通过空气使原料受到高速冲击，相互之间产生摩擦并分解成纳米级粉料，将符合要求的颗粒筛选出，将不符合要求的颗粒回收，无需人工过多操作，分解效率高。

4、通过第一风机将阻隔箱内的粉尘向下移动，通过第三吸气泵将阻隔箱的粉尘吸除，吸除方便。

5、通过推杆电机带动第二滑块上下移动，第二滑块带动第二风机上下移动，可对不同型号的空压机进行冷却，适应性强。

附图说明

图1是本送料装置的平面结构示意图。

图2是本送料装置拆去部分零件的剖视图。

图3是本分解装置的剖视图。

图4是本分解装置拆去部分零件的剖视图。

图5是本收集装置的平面结构示意图。

图6是图5中A处的局部放大示意图。

图7是本收集装置中阻隔箱的立体结构示意图。

图8是本冷却机构的立体结构示意图。

图9是本冷却机构拆去部分零件的立体结构示意图。

图中，1、机架；2、减速电机；3、导向管；4、送料管；4a、连接部；5、第一控制器；6、安装管；7、储料罐；8、输气管；9、电磁阀；11、输送轴；12、输送叶片；13、导向罩；14、行程开关；15、弹性片；20、空压机；21、第一流量调节阀；22、第一连通管；23、压力传感器；24、第二控制器；25、橡胶板；26、回收管；27、第二吸气泵；28、供气管；29、定位环；30、分解罐；30a、检修口；31、筛选板；32、震动电机；33、安装架；34、第一吸气泵；35、出料管；36、供料管；37、盖板；40、输出螺杆；41、第二连通管；42、输出管；42a、封闭端；42b、输出端；43、第二流量调节阀；44、第三吸气泵；45、吸气管；46、阻隔箱；47、收集罐；48、主动齿轮；49、电机；50、从动齿轮；51、过滤袋；52、箱门；53、第一风机；54、橡胶圈；55、观察板；60、第三控制器；61、显示屏；63、减震块；64、安装支架；65、第一导轨；65a、齿牙；66、齿轮；67、伺服电机；68、安装板；69、第二风机；70、温度传感器；71、推杆电机；72、第二滑块；73、第二导轨；74、连接架；75、第一滑块。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，包括如下工艺步骤：

a、将锂源化合物、三价铁源化合物、磷源化合物按化学计量比例加水混合，再加入掺杂金属离子氧化物和一次碳源，混合均匀；形成的浆料进行一次高能超细磨处理2-3h，得到的浆料D50小于0.2μm，喷雾干燥得到干燥粉体，过筛；在本实施例中，形成的浆料进行一次高能超细磨处理2.5h；锂源化合物为碳酸锂；三价铁源化合物为Fe₂O₃；磷源化合物为FePO₄；掺杂金属离子氧化物为MnO₂、TiO₂、MgO和Nb₂O₅；一次碳源为葡萄糖；

b、将步骤a中的粉体在氮气中于350-550℃温度范围预处理3-8h，冷却后加入二次碳源和水，搅拌形成的浆料，经过二次高能超细磨处理后，得到的浆料D50小于0.2μm，喷雾干燥得到球形粉体，过筛；在本实施例中，将步骤a中的粉体在氮气中于450℃温度范围预处理6h；二次碳源为壳聚糖；

c、将步骤b中的球形粉体通过气流粉碎系统进行粉碎，粉碎后的粉体在氮气中经过600-650℃处理8-24h，再进行700-960℃高温热处理8-16h，冷却后得到纳米磷酸铁锂正极材料；在本实施例中，粉碎后的粉体在氮气中经过620℃处理16h，再进行800℃高温热处理12h。

采用以上工艺，通过气流粉碎系统可将其粉碎到所需大小，确保产品的大小的一致性，产品质量高。

如图1、图2、图3、图4、图5、图7所示，步骤c中的气流粉碎系统包括机架1，机架1上设置有送料装置、分解装置和收集装置，送料装置包括储料罐7和送料管4，储料罐7固定在机架1上，储料罐7通过螺栓连接的方式固定在机架1上，储料罐7上端具有输入口，储料罐7下端通过导向管3和送料管4的管壁相连通；储料罐7和导向管3之间设置有安装管6，安装管6上端和储料罐7下端相连通，安装管6下端和导向管3相连通，安装管6上具有能将储料罐7中物料输送到导向管3的输送机构，机架1上设置有能将储料罐7下端疏通的疏通机构；送料管4两端具有呈喇叭状的连接部4a，采用该结构，可方便送料管4和供料管36连接在一起；分解装置包括分解罐30、定位环29、若干供气管28、供料管36和空压机20，分解罐30设置在机架1上，分解罐30和机架1之间还设置有缓冲结构，采用该结构，通过缓冲结构可避免分解罐30和机架1直接接触而产生碰撞，使用噪音小；缓冲结构为橡胶板25，采用该结构，可使其具有较好的缓冲和减震的性能；定位环29设置在分解罐30内，且定位环29位于分解罐30中部，若干供气管28的出气端穿过分解罐30侧壁固定在定位环29上，在本实施例中，供气管28的数量为十二根，供气管28的出气端通过螺栓连接的方式固定在定位环29上；且出气端朝向定位环29中心，供气管28的进气端通过第一连通管22和空压机20相连通，供料管36的出料端固定在分解罐30内，供料管36的出料端通过连接杆固定在分解罐30内；且出料端朝向定位环29，供料管36的进料端穿过分解罐30侧壁和送料管4相连通，分解罐30上部设置有筛选机构，分解罐30下部设置有回收机构；分解罐30上还开设有检修口30a，分解罐30上铰接有能将检修口30a封闭住的盖板37；收集装置包括收集罐47、输出管42和输出螺杆40，收集罐47固定在机架1上，收集罐47通过螺栓连接的方式固定在机架1上，收集罐47上端具有进口，收集罐47的进口和分解罐30上部相连通，收集罐47下端具有出口，收集罐47的出口和输出管42的管壁相连通，收集罐47的出口通过第二连通管41和输出管42的管壁相连通；输出管42一端为封闭端42a，输出管42另一端为输出端42b，输出端42b上设置有用于定位的定位件，通过定位件将物料袋固定在输出端42b上；输出螺杆40一端位于输出管42内，输出螺杆40另一端穿出输出管42的封闭端42a与一能带动其转动的驱动机构相连，机架1上还固定有阻隔箱46，机架1上通过螺栓连接的方式还固定有阻隔箱46；阻隔箱46侧部具有开口，阻隔箱46上铰接有能将开口封闭住的箱门52，输出管42的输出端42b穿过阻隔箱46侧壁位于阻隔箱46内，机架1上还设置有能将阻隔箱46内粉尘吸除的吸尘机构。

如图1、图2所示，输送机构包括输送轴11和减速电机2，输送轴11水平设置在安装管6中，且输送轴11位于输气管8的出气口下方，输送轴11端部和减速电机2的输出轴相连，减速电机2固定在安装管6上，输送轴11端部通过键连接的方式和减速电机2的输出轴相连；输送轴11上固定有若干输送叶片12，输送轴11上通过焊接的方式固定有四个输送叶片12。

如图1、图2所示，疏通机构包括输气管8，在本实施例中，输气管8的数量为四根，输气管8的出气口穿过安装管6的管壁位于安装管6内，且该端竖直朝上，输气管8的进气口和空压机20相连通，输气管8中设置有电磁阀9，机架1上还设置有能控制电磁阀9工作的控制结构；控制结构包括弹性片15、行程开关14和第一控制器5，弹性片15一端固定在导向管3的管壁上，弹性片15的一端通过焊接的方式固定在导向管3的管壁上；弹性片15另一端为自由端，行程开关14固定在导向管3的管壁上，行程开关14通过螺栓连接的方式固定在导向管3的管壁上，行程开关14上方还设置有导向罩13，可避免物料掉落在行程开关14上；且行程开关14位于弹性片15上方，弹性片15的自由端能和行程开关14接触，行程开关14和电磁阀9均与该第一控制器5相连，在本实施例中，第一控制器5采用市场上可以买到的控制器，控制器控制行程开关和电磁阀的程序为现有，其程序不需要重新编辑。

如图3所示，筛选机构包括筛选板31、震动电机32、出料管35和第一吸气泵34，筛选板31设置在分解罐30内，且筛选板31位于分解罐30上部，筛选板31上开设有若干过料孔，在本实施例子，过料孔的数量为五百个；震动电机32通过安装架33固定在筛选板31上，通过震动电机32使筛选板31产生震动，可避免过料孔出现堵塞；出料管35一端和分解罐30上部相连通，出料管35另一端和收集罐47相连通，第一吸气泵34设置在出料管35中。

如图3所示，回收机构包括回收管26和第二吸气泵27，回收管26一端和分解罐30下部相连通，回收管26另一端和储料罐7相连通，第二吸气泵27设置在回收管26中。

如图3所示，机架1上还设置有能调节第一连通管22流量的调控机构，调控机构包括压力传感器23、第一流量调节阀21和第二控制器24，压力传感器23和第一流量调节阀21依次设置在第一连通管22中，且压力传感器23位于第一流量调节阀21和分解罐30之间，压力传感器23和第一流量调节阀21均与该第二控制器24相连，在本实施例中，第二控制器24采用市场上可以买到的单片机，单片机控制传感器和第一流量调节阀的程序为现有，其程序不需要重新编辑；采用该结构，通过压力传感器23将信号传递给第二控制器24，第二控制器24控制第一流量调节阀21的打开程度，从而可实现第一连通管22流量的动态调节，调控精准。

如图5、图6所示，定位件包括橡胶圈54，橡胶圈54套设并固定在输出管42的输出端42b上，橡胶圈54外侧面上具有若干凸出部，在本实施例中，凸出部的数量为五十个，通过凸出部可增加橡胶圈54和物料袋之间的摩擦力。

如图5、图6所示，吸尘机构包括第一风机53、第三吸气泵44和吸气管45，第一风机53固定在阻隔箱46内，第一风机53通过螺栓连接的方式固定在阻隔箱46内；且第一风机53位于输出管42上方，第一风机53的出风口朝下，吸气管45一端和阻隔箱46底部相连通，吸气管45另一端和第三吸气泵44相连通，吸气管45中设置有过滤袋51，过滤袋51采用市场上可以买到的现有产品；吸气管45中设置有第二流量调节阀43，采用该结构，通过第二流量调节阀43可调节吸气管45中吸力的大。

如图5所示，驱动机构包括电机49、主动齿轮48和从动齿轮50，电机49固定在机架1上，电机49通过螺栓连接的方式固定在机架1上；主动齿轮48固定在电机49的输出轴上，主动齿轮48通过键连接的方式固定在电机49的输出轴上；从动齿轮50固定在输出螺杆40上，从动齿轮50通过螺栓连接的方式固定在输出螺杆40上；主动齿轮48与从动齿轮50相啮合。

如图7所示，阻隔箱46上还开设有观察口，观察口处设置有透明的观察板55，观察板55采用市场上可以买到的有机板，采用该结构，通过观察板55可查看到阻隔箱46内部的工作异常。

如图8所示，机架1上设置有用于对空压机20进行冷却的冷却机构，冷却机构包括安装支架64和第二风机69，安装支架64设置在机架1上，安装支架64和机架1之间具有减震块63，采用该结构，通过减震块63可减小安装支架64处的震动，使用噪音小；第二风机69通过一能带动其水平移动的移动机构设置在安装支架64上，第二风机69位于空压机20上方，且第二风机69的出风口朝向空压机20。

如图8、图9所示，移动机构包括呈弧形的第一导轨65、第一滑块75、安装板68、伺服电机67和齿轮66，第一导轨65固定在安装支架64上，第一导轨65通过螺栓连接的方式固定在安装支架64上；且第一导轨65的内弧面上具有齿牙65a，第一滑块75设置在第一导轨65中，第一滑块75可沿着第一导轨65移动；安装板68固定在第一滑块75上，安装板68通过螺栓连接的方式固定在第一滑块75上；伺服电机67固定在安装板68上表面，伺服电机67通过螺栓连接的方式固定在安装板68的上表面；伺服电机67的输出轴竖直向下，齿轮66固定在伺服电机67的输出轴上，齿轮66通过键连接的方式固定在伺服电机67的输出轴上；齿轮66与第一导轨65的齿牙65a相啮合，第二风机69通过一能带动其上下升降的升降机构设置在安装板68下表面。

如图8、图9所示，升降机构包括推杆电机71、第二滑块72和第二导轨73，第二导轨73通过连接架74固定在安装板68下表面，第二滑块72设置在第二导轨73中，第二滑块72可沿着第二导轨73移动；推杆电机71固定在安装板68下表面，推杆电机71通过螺栓连接的方式固定在安装板68的下表面；推杆电机71的推杆竖直向下，推杆电机71的推杆端部和第二滑块72相连，推杆电机71的推杆端部通过螺栓连接的方式和第二滑块72相连；第二风机69固定在第二滑块72上，第二风机69通过螺栓连接的方式固定在第二滑块72上。

如图8所示，机架1上还设置有能控制伺服电机67启停的控制机构，控制机构包括若干温度传感器70、显示屏61和第三控制器60，在本实施例中，温度传感器70的数量为四个；若干温度传感器70分别设置在空压机20上，且温度传感器70均匀布置，显示屏61固定在机架1上，显示屏61通过螺栓连接的方式固定在机架1上；温度传感器70、显示屏61和伺服电机67均与该第三控制器60相连；在本实施例中，第三控制器60采用市场上可以买到的单片机，单片机控制传感器、电机和显示屏的程序为现有，其程序不需要重新编辑。

气流粉碎系统的工作原理如下：控制减速电机2的输出轴带动输送轴11转动，输送轴11带动输送叶片12转动，随着输送叶片12的转动，将储料罐7的原料输送到导向管3中，原料在自身重力的作用下进入到送料管4中，从而实现其送料作业；将送料管4中的原料通过供料管36输送到分解罐30中，空压机20将压缩后的空气通过供气管28输送到分解罐30中，原料受到空气的高速冲击，相互之间产生摩擦并分解成纳米级粉料；开启第一吸气泵34，符合要求的颗粒穿过筛选板31的过料孔，通过出料管35将其输送到收集罐47中；开启第二吸气泵27，通过回收管26将其输送到储料罐7中，重新对其进行分解，从而完成其分解作业；将物料袋套在输出管42的输出端42b上，通过橡胶圈54的弹力将物料袋定位住，控制电机49的输出轴带动主动齿轮48转动，主动齿轮48带动从动齿轮50转动，从动齿轮50带动输出螺杆40转动，随着输出螺杆40的转动，将收集罐47中的纳米级粉料输送到物料袋中，通过第一风机53将阻隔箱46内的空气向下输送，粉尘随着空气向下移动，通过第三吸气泵44将阻隔箱46的粉尘吸除，吸入过滤袋51中，从而实现其收集作业。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：

a、将锂源化合物、三价铁源化合物、磷源化合物按化学计量比例加水混合，再加入掺杂金属离子氧化物和一次碳源，混合均匀；形成的浆料进行一次高能超细磨处理2-3h，得到的浆料D50小于0.2μm，喷雾干燥得到干燥粉体，过筛；

b、将步骤a中的粉体在氮气中于350-550℃温度范围预处理3-8h，冷却后加入二次碳源和水，搅拌形成的浆料，经过二次高能超细磨处理后，得到的浆料D50小于0.2μm，喷雾干燥得到球形粉体，过筛；

c、将步骤b中的球形粉体通过气流粉碎系统进行粉碎，粉碎后的粉体在氮气中经过600-650℃处理8-24h，再进行700-960℃高温热处理8-16h，冷却后得到纳米磷酸铁锂正极材料；所述步骤c中的气流粉碎系统包括机架，所述机架上设置有送料装置、分解装置和收集装置，所述送料装置包括储料罐和送料管，储料罐固定在机架上，储料罐上端具有输入口，储料罐下端通过导向管和送料管的管壁相连通，储料罐和导向管之间设置有安装管，安装管上端和储料罐下端相连通，安装管下端和导向管相连通，安装管上具有能将储料罐中物料输送到导向管的输送机构，机架上设置有能将储料罐下端疏通的疏通机构；所述分解装置包括分解罐、定位环、若干供气管、供料管和空压机，分解罐设置在机架上，定位环设置在分解罐内，且定位环位于分解罐中部，若干供气管的出气端穿过分解罐侧壁固定在定位环上，且出气端朝向定位环中心，供气管的进气端通过第一连通管和空压机相连通，供料管的出料端固定在分解罐内，且出料端朝向定位环，供料管的进料端穿过分解罐侧壁和送料管相连通，分解罐上部设置有筛选机构，分解罐下部设置有回收机构；所述收集装置包括收集罐、输出管和输出螺杆，收集罐固定在机架上，收集罐上端具有进口，收集罐的进口和分解罐上部相连通，收集罐下端具有出口，收集罐的出口和输出管的管壁相连通，输出管一端为封闭端，输出管另一端为输出端，输出端上设置有用于定位的定位件，输出螺杆一端位于输出管内，输出螺杆另一端穿出输出管的封闭端与一能带动其转动的驱动机构相连，机架上还固定有阻隔箱，阻隔箱侧部具有开口，阻隔箱上铰接有能将开口封闭住的箱门，输出管的输出端穿过阻隔箱侧壁位于阻隔箱内，机架上还设置有能将阻隔箱内粉尘吸除的吸尘机构；所述输送机构包括输送轴和减速电机，输送轴水平设置在安装管中，且输送轴位于输气管的出气口下方，输送轴端部和减速电机的输出轴相连，输送轴上固定有若干输送叶片。

2.根据权利要求1所述的纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，其特征在于，所述疏通机构包括输气管，输气管的出气口穿过安装管的管壁位于安装管内，且该端竖直朝上，输气管的进气口和上述空压机相连通，输气管中设置有电磁阀，机架上还设置有能控制电磁阀工作的控制结构；所述控制结构包括弹性片、行程开关和第一控制器，弹性片一端固定在导向管的管壁上，弹性片另一端为自由端，行程开关固定在导向管的管壁上，且行程开关位于弹性片上方，弹性片的自由端能和行程开关接触，行程开关和电磁阀均与该第一控制器相连。

3.根据权利要求1所述的纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，其特征在于，所述筛选机构包括筛选板、震动电机、出料管和第一吸气泵，筛选板设置在分解罐内，且筛选板位于分解罐上部，筛选板上开设有若干过料孔，震动电机通过安装架固定在筛选板上，出料管一端和分解罐上部相连通，出料管另一端和收集罐相连通，第一吸气泵设置在出料管中；所述回收机构包括回收管和第二吸气泵，回收管一端和分解罐下部相连通，回收管另一端和储料罐相连通，第二吸气泵设置在回收管中。

4.根据权利要求1所述的纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，其特征在于，所述机架上还设置有能调节第一连通管流量的调控机构，调控机构包括压力传感器、第一流量调节阀和第二控制器，压力传感器和第一流量调节阀依次设置在第一连通管中，且压力传感器位于第一流量调节阀和分解罐之间，压力传感器和第一流量调节阀均与该第二控制器相连。

5.根据权利要求1所述的纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，其特征在于，所述定位件包括橡胶圈，橡胶圈套设并固定在输出管的输出端上，橡胶圈外侧面上具有若干凸出部；所述吸尘机构包括第一风机、第三吸气泵和吸气管，第一风机固定在阻隔箱内，且第一风机位于输出管上方，第一风机的出风口朝下，吸气管一端和阻隔箱底部相连通，吸气管另一端和第三吸气泵相连通，吸气管中设置有过滤袋。

6.根据权利要求1所述的纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，其特征在于，所述驱动机构包括电机、主动齿轮和从动齿轮，电机固定在机架上，主动齿轮固定在电机的输出轴上，从动齿轮固定在输出螺杆上，主动齿轮与从动齿轮相啮合。

7.根据权利要求1所述的纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，其特征在于，所述机架上设置有用于对空压机进行冷却的冷却机构，冷却机构包括安装支架和第二风机，安装支架设置在机架上，安装支架和机架之间具有减震块，第二风机通过一能带动其水平移动的移动机构设置在安装支架上，第二风机位于空压机上方，且第二风机的出风口朝向空压机。

8.根据权利要求7所述的纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，其特征在于，所述移动机构包括呈弧形的第一导轨、第一滑块、安装板、伺服电机和齿轮，第一导轨固定在安装支架上，且第一导轨的内弧面上具有齿牙，第一滑块设置在第一导轨中，安装板固定在第一滑块上，伺服电机固定在安装板上表面，伺服电机的输出轴竖直向下，齿轮固定在伺服电机的输出轴上，齿轮与第一导轨的齿牙相啮合，第二风机通过一能带动其上下升降的升降机构设置在安装板下表面；所述升降机构包括推杆电机、第二滑块和第二导轨，第二导轨通过连接架固定在安装板下表面，第二滑块设置在第二导轨中，推杆电机固定在安装板下表面，推杆电机的推杆竖直向下，推杆电机的推杆端部和第二滑块相连，第二风机固定在第二滑块上。

9.根据权利要求8所述的纳米磷酸铁锂正极材料的生产工艺，其特征在于，所述机架上还设置有能控制伺服电机启停的控制机构，控制机构包括若干温度传感器，一个显示屏和一个第三控制器，若干温度传感器分别设置在空压机上，且温度传感器均匀布置，显示屏固定在机架上，温度传感器、显示屏和伺服电机均与该第三控制器相连。