CN108579512A - 一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备方法 - Google Patents

一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备装置，包括固定安装在机架上的机体，所述机体中设置有混合腔，所述混合腔内壁上侧设置有与混合腔相通的第一环形槽，所述第一环形槽中可转动地安装有转动板，所述转动板上下端面中均匀安装有位于第一环形槽中并与第一环形槽上下端壁相抵的滚珠，所述混合腔顶壁中心处固定安装有固定块，所述固定块下端伸入到混合腔中并固定安装有第一齿轮，所述转动板中心处可转动地安装有上下延伸的中心轴，所述中心轴上端贯穿所述第一齿轮和固定块并与固定安装在所述机体上端面的驱动电机固定连接，所述中心轴与第一齿轮和固定块可转动配合连接，所述中心轴下端向下延伸并固定安装有多个第一搅拌叶。

Description

一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体地说是一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备方法。
背景技术
随着电子信息产品越来越轻便、薄和微型化，同时随着新能源汽车等动力系统电池需求的日益扩大，如今常用的锂离子电池正极材料—钴酸锂、锰酸锂、 磷酸亚铁锂以及镍钴锰三元材料所能达到的能量密度越显无法满足实际应用需要。而富锂锰基纳米粉体经改性后可实现250mAhg-1以上的容量，高于上述传统正极材料中的任何一种。
目前，富锂锰基材料在实际应用中面临的主要问题有：(1)电导率低，导 致其难以支持大倍率电流充放电，同时也导致低温性能较差；(2)首次不可逆 容量大，使其实际可用可逆容量难以充分发挥；(3)循环性能差，远远满足不 了实际应用对循环性能的要求。针对这些问题，目前主要通过从合成方法上进 行改进，和对材料进行掺杂、包覆等方法进行改性，以达到提高其电导率和降低首次不可逆容量的目的。包覆作为该材料性能改性的一种重要手段，其过程中首先需要将富锂锰基材料与溶剂混合分散，传统的混合分散可通过机械搅拌来完成，但是传统的搅拌机械搅拌方向单一，由此会造成混合效率低下，且会造成混合不均匀的现象，由此会降低纳米粉体的质量，从而会降低锂电池的性能。
发明内容
针对上述技术的不足，本发明提出了一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备方法。
本发明装置的一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备装置，包括固定安装在机架上的机体，所述机体中设置有混合腔，所述混合腔内壁上侧设置有与所述混合腔相通的第一环形槽，所述第一环形槽中可转动地安装有转动板，所述转动板上下端面中均匀安装有位于所述第一环形槽中并与所述第一环形槽上下端壁相抵的滚珠，所述混合腔顶壁中心处固定安装有固定块，所述固定块下端伸入到所述混合腔中并固定安装有第一齿轮，所述转动板中心处可转动地安装有上下延伸的中心轴，所述中心轴上端贯穿所述第一齿轮和所述固定块并与固定安装在所述机体上端面的驱动电机固定连接，所述中心轴与所述第一齿轮和所述固定块可转动配合连接，所述中心轴下端向下延伸并固定安装有多个第一搅拌叶，所述中心轴上还可转动地安装有位于所述第一搅拌叶与所述转动板之间的转动套，所述转动套上端与所述转动板下端面固定连接，所述转动套上固定安装有多个第二搅拌叶，所述中心轴上固定安装有位于所述第一齿轮与所述转动板之间的第二齿轮，所述混合腔顶壁中设置有开口朝下的第二环形槽，所述转动板中还可转动地安装有上下延伸的转动轴，所述转动轴上端伸入到所述第二环形槽中并与之滚动配合，所述转动轴下端向下延伸并固定安装有多个第三搅拌叶，所述转动轴上还固定安装有位于所述转动板上方的第三齿轮和第四齿轮，所述第四齿轮位于所述第三齿轮上端并与之固定连接，所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第四齿轮与所述第一齿轮啮合；所述驱动电机外周设置有与所述机体上端面固定连接的保护罩，所述保护罩中设置有用于容纳所述驱动电机的罩腔，所述罩腔左端壁设置有与外部相通的进风槽，所述进风槽中固定安装有风机，所述罩腔右端壁设置有与外部相通的出风槽，从而可通过所述风机加速散发所述驱动电机运行时所产生的热量。
进一步的技术方案，所述混合腔内壁中左右对称设置有位于所述第一环形槽下方且与外部相通的左斜槽和右斜槽。
进一步的技术方案，所述混合腔底壁中心处设置有与外部相通的出料槽，所述混合腔底壁设置有与所述出料槽相接的导向斜面，所述出料槽中安装有电磁开合阀。
进一步的技术方案，相邻两个第一搅拌叶之间的距离与相邻两个第二搅拌叶的距离以及最上端的第一搅拌叶与最下端的第二搅拌叶之间的距离均相等，
对锂电池富锂锰基正极材料和溶剂混合分散步骤如下：
a.关闭所述电磁开合阀；
b.将富锂锰基正极材料和溶剂分别从所述左斜槽和右斜槽加入到所述混合腔中；
c.启动所述驱动电机，所述驱动电机带动所述中心轴正向转动，所述中心轴可带动所述第一搅拌叶和第二齿轮正向转动，所述第一搅拌叶对富锂锰基正极材料和溶剂进行正向搅拌，所述第二齿轮驱动所述第三齿轮反向转动，所述第三齿轮可带动所述转动轴以及所述第四齿轮反向转动，所述第四齿轮可绕着所述第一齿轮转动，所述第四齿轮带动所述转动轴绕着所述中心轴转动，所述转动轴带动所述转动板转动，所述转动板带动所述转动套转动，所述转动套可带动所述第二搅拌叶反向转动，由此所述第二搅拌叶和所述第三搅拌叶可在不同角度对富锂锰基正极材料和溶剂进行搅拌；
d．搅拌均匀后，打开所述电磁开合阀，富锂锰基正极材料和溶剂的混合液从所述出料槽中流入到容器中进行下一步的操作。
本发明的有益效果是：
由于本发明装置在将富锂锰基正极材料和溶剂分别从所述左斜槽和右斜槽加入到所述混合腔中后，启动所述驱动电机，所述驱动电机可带动所述中心轴正向转动，所述中心轴可带动所述第一搅拌叶和第二齿轮正向转动，所述第一搅拌叶对富锂锰基正极材料和溶剂进行正向搅拌，所述第二齿轮可驱动所述第三齿轮反向转动，所述第三齿轮可带动所述转动轴以及所述第四齿轮反向转动，由于所述第一齿轮固定不动，由此，所述第四齿轮可绕着所述第一齿轮转动，所述第四齿轮可带动所述转动轴绕着所述中心轴转动，所述转动轴可带动所述转动板转动，所述转动板可带动所述转动套转动，所述转动套可带动所述第二搅拌叶反向转动，由此所述第二搅拌叶和所述第三搅拌叶可在不同角度对富锂锰基正极材料和溶剂进行搅拌，从而可大大提高搅拌混合效率，并可提高混合分散质量，可使富锂锰基正极材料均匀分布在溶剂中，由此可提高纳米粉体的质量，近一步提高锂电池的性能。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备方法的结构示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，本发明装置的一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备装置，包括固定安装在机架10上的机体11，所述机体11中设置有混合腔33，所述混合腔33内壁上侧设置有与所述混合腔33相通的第一环形槽19，所述第一环形槽19中可转动地安装有转动板18，所述转动板18上下端面中均匀安装有位于所述第一环形槽19中并与所述第一环形槽19上下端壁相抵的滚珠17，所述混合腔33顶壁中心处固定安装有固定块22，所述固定块22下端伸入到所述混合腔33中并固定安装有第一齿轮24，所述转动板18中心处可转动地安装有上下延伸的中心轴13，所述中心轴13上端贯穿所述第一齿轮24和所述固定块22并与固定安装在所述机体11上端面的驱动电机23固定连接，所述中心轴13与所述第一齿轮24和所述固定块22可转动配合连接，所述中心轴13下端向下延伸并固定安装有多个第一搅拌叶12，所述中心轴13上还可转动地安装有位于所述第一搅拌叶12与所述转动板18之间的转动套15，所述转动套15上端与所述转动板18下端面固定连接，所述转动套15上固定安装有多个第二搅拌叶14，所述中心轴13上固定安装有位于所述第一齿轮24与所述转动板18之间的第二齿轮21，所述混合腔33顶壁中设置有开口朝下的第二环形槽20，所述转动板18中还可转动地安装有上下延伸的转动轴26，所述转动轴26上端伸入到所述第二环形槽20中并与之滚动配合，所述转动轴26下端向下延伸并固定安装有多个第三搅拌叶29，所述转动轴26上还固定安装有位于所述转动板27上方的第三齿轮27和第四齿轮25，所述第四齿轮25位于所述第三齿轮27上端并与之固定连接，所述第三齿轮27与所述第二齿轮21啮合，所述第四齿轮25与所述第一齿轮24啮合；所述驱动电机23外周设置有与所述机体10上端面固定连接的保护罩52，所述保护罩52中设置有用于容纳所述驱动电机23的罩腔53，所述罩腔53左端壁设置有与外部相通的进风槽，所述进风槽中固定安装有风机51，所述罩腔53右端壁设置有与外部相通的出风槽54，从而可通过所述风机51加速散发所述驱动电机23运行时所产生的热量。
有益地或示例性地，其中，所述混合腔16内壁中左右对称设置有位于所述第一环形槽19下方且与外部相通的左斜槽16和右斜槽28。
有益地或示例性地，其中，所述混合腔16底壁中心处设置有与外部相通的出料槽32，所述混合腔16底壁设置有与所述出料槽32相接的导向斜面30，所述出料槽32中安装有电磁开合阀31。
有益地或示例性地，其中，相邻两个第一搅拌叶12之间的距离与相邻两个第二搅拌叶14的距离以及最上端的第一搅拌叶12与最下端的第二搅拌叶14之间的距离均相等。
本发明装置在制备富锂锰基正极材料纳米粉体时，关闭所述电磁开合阀31，再将富锂锰基正极材料和溶剂分别从所述左斜槽16和右斜槽28加入到所述混合腔33中，而后启动所述驱动电机23，所述驱动电机23可带动所述中心轴13正向转动，所述中心轴13可带动所述第一搅拌叶12和第二齿轮21正向转动，所述第一搅拌叶12对富锂锰基正极材料和溶剂进行正向搅拌，所述第二齿轮21可驱动所述第三齿轮27反向转动，所述第三齿轮27可带动所述转动轴27以及所述第四齿轮25反向转动，由于所述第一齿轮24固定不动，由此，所述第四齿轮25可绕着所述第一齿轮24转动，所述第四齿轮25可带动所述转动轴26绕着所述中心轴13转动，所述转动轴26可带动所述转动板18转动，所述转动板18可带动所述转动套15转动，所述转动套15可带动所述第二搅拌叶14反向转动，由此所述第二搅拌叶14和所述第三搅拌叶29可在不同角度对富锂锰基正极材料和溶剂进行搅拌，搅拌均匀后，打开所述电磁开合阀31，富锂锰基正极材料和溶剂的混合液从所述出料槽32中流入到容器中进行下一步的操作。
本发明的有益效果是：由于本发明装置在将富锂锰基正极材料和溶剂分别从所述左斜槽和右斜槽加入到所述混合腔中后，启动所述驱动电机，所述驱动电机可带动所述中心轴正向转动，所述中心轴可带动所述第一搅拌叶和第二齿轮正向转动，所述第一搅拌叶对富锂锰基正极材料和溶剂进行正向搅拌，所述第二齿轮可驱动所述第三齿轮反向转动，所述第三齿轮可带动所述转动轴以及所述第四齿轮反向转动，由于所述第一齿轮固定不动，由此，所述第四齿轮可绕着所述第一齿轮转动，所述第四齿轮可带动所述转动轴绕着所述中心轴转动，所述转动轴可带动所述转动板转动，所述转动板可带动所述转动套转动，所述转动套可带动所述第二搅拌叶反向转动，由此所述第二搅拌叶和所述第三搅拌叶可在不同角度对富锂锰基正极材料和溶剂进行搅拌，从而可大大提高搅拌混合效率，并可提高混合分散质量，可使富锂锰基正极材料均匀分布在溶剂中，由此可提高纳米粉体的质量，近一步提高锂电池的性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备装置，包括固定安装在机架上的机体，其特征在于：所述机体中设置有混合腔，所述混合腔内壁上侧设置有与所述混合腔相通的第一环形槽，所述第一环形槽中可转动地安装有转动板，所述转动板上下端面中均匀安装有位于所述第一环形槽中并与所述第一环形槽上下端壁相抵的滚珠，所述混合腔顶壁中心处固定安装有固定块，所述固定块下端伸入到所述混合腔中并固定安装有第一齿轮，所述转动板中心处可转动地安装有上下延伸的中心轴，所述中心轴上端贯穿所述第一齿轮和所述固定块并与固定安装在所述机体上端面的驱动电机固定连接，所述中心轴与所述第一齿轮和所述固定块可转动配合连接，所述中心轴下端向下延伸并固定安装有多个第一搅拌叶，所述中心轴上还可转动地安装有位于所述第一搅拌叶与所述转动板之间的转动套，所述转动套上端与所述转动板下端面固定连接，所述转动套上固定安装有多个第二搅拌叶，所述中心轴上固定安装有位于所述第一齿轮与所述转动板之间的第二齿轮，所述混合腔顶壁中设置有开口朝下的第二环形槽，所述转动板中还可转动地安装有上下延伸的转动轴，所述转动轴上端伸入到所述第二环形槽中并与之滚动配合，所述转动轴下端向下延伸并固定安装有多个第三搅拌叶，所述转动轴上还固定安装有位于所述转动板上方的第三齿轮和第四齿轮，所述第四齿轮位于所述第三齿轮上端并与之固定连接，所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第四齿轮与所述第一齿轮啮合；所述驱动电机外周设置有与所述机体上端面固定连接的保护罩，所述保护罩中设置有用于容纳所述驱动电机的罩腔，所述罩腔左端壁设置有与外部相通的进风槽，所述进风槽中固定安装有风机，所述罩腔右端壁设置有与外部相通的出风槽，从而可通过所述风机加速散发所述驱动电机运行时所产生的热量。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备装置，其特征在于：所述混合腔内壁中左右对称设置有位于所述第一环形槽下方且与外部相通的左斜槽和右斜槽。
3.根据权利要求2所述的一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备装置，其特征在于：所述混合腔底壁中心处设置有与外部相通的出料槽，所述混合腔底壁设置有与所述出料槽相接的导向斜面，所述出料槽中安装有电磁开合阀。
4.根据权利要求3所述的一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备装置，其特征在于：相邻两个第一搅拌叶之间的距离与相邻两个第二搅拌叶的距离以及最上端的第一搅拌叶与最下端的第二搅拌叶之间的距离均相等。
5.一种使用权利要求4所述的一种用于锂电池富锂锰基正极材料的纳米粉体制备装置的纳米粉体制备方法，所述方法包括对锂电池富锂锰基正极材料和溶剂混合分散的步骤，步骤如下：
a.关闭所述电磁开合阀；
b.将富锂锰基正极材料和溶剂分别从所述左斜槽和右斜槽加入到所述混合腔中；
c.启动所述驱动电机，所述驱动电机带动所述中心轴正向转动，所述中心轴可带动所述第一搅拌叶和第二齿轮正向转动，所述第一搅拌叶对富锂锰基正极材料和溶剂进行正向搅拌，所述第二齿轮驱动所述第三齿轮反向转动，所述第三齿轮可带动所述转动轴以及所述第四齿轮反向转动，所述第四齿轮可绕着所述第一齿轮转动，所述第四齿轮带动所述转动轴绕着所述中心轴转动，所述转动轴带动所述转动板转动，所述转动板带动所述转动套转动，所述转动套可带动所述第二搅拌叶反向转动，由此所述第二搅拌叶和所述第三搅拌叶可在不同角度对富锂锰基正极材料和溶剂进行搅拌；
d．搅拌均匀后，打开所述电磁开合阀，富锂锰基正极材料和溶剂的混合液从所述出料槽中流入到容器中进行下一步的操作。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113441048A (zh) * 2021-06-04 2021-09-28 安徽农业大学 一种再生pet纤维的回收过滤装置及方法

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