CN108837968B - 一种可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法及所用的压力雾化喷头 - Google Patents
一种可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法及所用的压力雾化喷头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108837968B CN108837968B CN201810653969.7A CN201810653969A CN108837968B CN 108837968 B CN108837968 B CN 108837968B CN 201810653969 A CN201810653969 A CN 201810653969A CN 108837968 B CN108837968 B CN 108837968B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- atomizing
- nozzle
- iron phosphate
- particle size
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002243 precursor Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 26
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 27
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 27
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 13
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 13
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 13
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 13
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 13
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 11
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 10
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 10
- 239000010963 304 stainless steel Substances 0.000 claims description 9
- 229910000589 SAE 304 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- -1 polyoxyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 3
- 239000005955 Ferric phosphate Substances 0.000 description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229940032958 ferric phosphate Drugs 0.000 description 2
- 229910000399 iron(III) phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009818 secondary granulation Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B9/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour
- B05B9/03—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material
- B05B9/04—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/12—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means capable of producing different kinds of discharge, e.g. either jet or spray
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/37—Phosphates of heavy metals
- C01B25/375—Phosphates of heavy metals of iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/45—Phosphates containing plural metal, or metal and ammonium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法及所用的压力雾化喷头。该装置由至少一级压力雾化喷头构成。压力雾化喷头包括倒置的圆台形的雾化室、设置在雾化室顶部的进料雾化喷嘴、设置在雾化室底部的出料雾化喷嘴和设置在雾化室的圆台上半部的高压空气喷嘴组成。雾化室为密封结构，通过出料雾化喷嘴、出料雾化喷嘴和高压空气喷嘴与外界连通。物料经过不同次数的雾化，可以形成不同的粒径尺度，从而实现粒度的可控。同时多次雾化还显著改善了成分分布。
Description
技术领域
本发明涉及一种磷酸铁前驱体制造制造方法及装置，具体地说是一种可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法及所用的压力雾化喷头。
背景技术
近年来，锂离子电池已在电动汽车、大型储能电站、通讯基站、电动工具等领域得到广泛应用。特别是安全性能极好的磷酸铁锂正极材料，应用越来越广泛。
在锂离子电池制作过程中，磷酸铁锂材料的压实密度对电池性能，特别是能量密度有较大的影响。磷酸铁锂压实密度越高，电池体系的重量比能量越高。随着电动汽车要求高压实、高容量的磷酸铁锂材料，磷酸铁锂前驱体的制造工艺越来越受到重视。一般地，磷酸铁锂颗粒是球形时，可以实现材料的密堆积，从而使极片的压实密度得到大幅度提高。因此，如何制造球形磷酸铁锂的前驱体是材料制造的关键。
雷敏等人曾经提出过，通过控制结晶法制备球形前驱体FePO4·xH2O。经对预烧得到高密度的FePO4与Li2CO3和葡萄糖均匀混合，采用碳热还原法合成锂离子蓄电池正极材料球形磷酸铁锂(电源技术,2006,30(1):11)。张豪杰等人在水热条件下，制备了水合碱式磷酸铁微球，经500℃焙烧后生成直径为5μm的碱式磷酸铁，接着与碳酸锂一起焙烧后生成了球形磷酸铁锂(高等学校化学学报，2011，32(3)：641)。而实际上，原料磷酸铁材料需要进行进一步的研磨破碎，然后与碳酸锂和碳源混合，通过二次造粒制成前驱体混合料。一次粒径的颗粒形状不是主要因素，如何控制前驱体二次团聚体的形貌才是最关键的技术。
目前，行业内普遍采用研磨-喷雾干燥法进行前驱体混合料的干燥。这种技术存在以下问题：
首先是制成的球形前驱体混合料的粒径不可控。目前，喷雾干燥所用的设备大部分是离心盘喷雾器。液体进入离心盘后，被高速旋转的离心盘甩出，形成微小的液滴。液滴在喷雾干燥仓内与热空气接触，迅速蒸发水分，形成球形的干粉颗粒，然后被收集起来。液滴的大小基本只受离心盘转速的控制。为了获得更小更均匀的液滴，必须提高离心盘的转速。目前，离心盘的转速已经达到2-4万转/分钟，已经达到了转速的极限。在此转速下，液滴直径一般在15-30цm，粒径大小也基本不可控。
其次，前驱体形成的颗粒内部成分分布不均匀。由于液滴具有分凝效应，即表面的水分优先蒸发，内部溶解了可溶性碳源(例如葡萄糖)的液体会由于毛细管作用继续向表面扩散，最终形成表面碳含量高、内部碳含量极少的成分分布。这样内部磷酸铁锂材料的碳包覆不完全，性能得不到良好的发挥。典型地，喷雾成型的前驱体，经过烧结制成磷酸铁锂。如果磷酸铁锂球形料中碳分布不均匀，材料经粉碎后，电导率会大幅度下降。其原因就是破碎将喷雾球内部的低碳材料暴露出来，造成平均电导率的下降。而电导率下降，会导致一系列的电池内阻上升、电池倍率下降、充放电发热等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法及所用的压力雾化喷头，使制造的磷酸铁锂前驱体材料球体的直径可以得到有效控制，并且内部碳含量分布均匀，能够有效提高材料和电池的综合性能。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法，其特征在于，在由磷酸铁、碳酸锂和葡萄糖制成的前驱体浆料中，加入浆料中干物质成分重量1-10％的碳源锁定添加剂，采用压力雾化喷头加高压空气喷吹的方法，对前驱体浆料进行至少一次喷雾雾化，将前驱体烧结制成粒径在5-30μm之间的球形磷酸铁锂材料。
所述碳源锁定添加剂为能和水溶性葡萄糖形成凝胶类锁定结构的有机物。
所述碳源锁定添加剂为聚乙烯醇PVA，聚乙烯醇缩丁醛PVB或聚氧乙烯PEO。
一种用于上述可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法的压力雾化喷头，由至少一级压力雾化喷头构成，压力雾化喷头包括倒置的圆台形的雾化室、设置在雾化室顶部的进料雾化喷嘴、设置在雾化室底部的出料雾化喷嘴和设置在雾化室的圆台上半部的高压空气喷嘴；雾化室为密封结构，通过出料雾化喷嘴、出料雾化喷嘴和高压空气喷嘴与外界连通，雾化室内部空腔体积为10-1000cm3，雾化室纵剖面中侧壁斜线与水平线夹角α为45-60度，进料雾化喷嘴和出料雾化喷嘴内部孔道直径在0.2-1mm，高压空气喷嘴内部的孔道直径在0.5-1mm。
所述进料雾化喷嘴和出料雾化喷嘴采用硬质合金或氧化锆陶瓷制造，雾化室和高压空气喷嘴采用1mm厚度以上的SUS 304不锈钢材料制造。
所述压力雾化喷头为多级时，上一级的出料雾化喷嘴同时为下一级的进料雾化喷嘴。
所述压力雾化喷头为依次串接的3级。
本发明的有益效果是：锂离子电池正极材料磷酸铁锂生产过程中，用多次气流雾化法进行均匀混合和球形料粒径控制，并通过成分调整实现内部碳均匀分布。实现球形磷酸铁锂材料粒径的调控，有效改善球形颗粒内外成分的均匀性。
附图说明
图1是本发明用于可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法的压力雾化喷头的结构示意图。
图2为本发明一级喷雾制造的磷酸铁锂材料显微镜形貌图(材料粒径大小为15-20μm)。
图3为本发明二级喷雾制造的磷酸铁锂材料显微镜形貌图(材料粒径大小为10μm左右)。
图4为本发明三级喷雾制造的磷酸铁锂材料显微镜形貌图(材料粒径大为5.5μm左右)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
本发明的可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法，在由磷酸铁、碳酸锂和葡萄糖制成的前驱体浆料中，加入浆料中干物质成分重量1-10％的碳源锁定添加剂，采用压力雾化喷头加高压空气喷吹的方法，对前驱体浆料进行至少一次喷雾雾化，将前驱体烧结制成粒径在5-30μm之间的球形磷酸铁锂材料。
所述碳源锁定添加剂为能和水溶性葡萄糖形成凝胶类锁定结构的有机物。
所述碳源锁定添加剂为聚乙烯醇PVA，聚乙烯醇缩丁醛PVB或聚氧乙烯PEO。
如图1所示，用于可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法的压力雾化喷头，由至少一级压力雾化喷头构成，本实施例中，压力雾化喷头为依次串接的3级。压力雾化喷头包括倒置的圆台形的三级雾化室4、3、2，设置在雾化室顶部的进料雾化喷嘴1，设置在雾化室底部的出料雾化喷嘴6和设置在雾化室的圆台上半部的高压空气喷嘴5，上一级的出料雾化喷嘴同时为下一级的进料雾化喷嘴。雾化室为密封结构，通过出料雾化喷嘴、出料雾化喷嘴和高压空气喷嘴与外界连通，雾化室内部空腔体积为10-1000cm3，雾化室纵剖面中侧壁斜线与水平线夹角α为45-60度，进料雾化喷嘴和出料雾化喷嘴内部孔道直径在0.2-1mm，高压空气喷嘴内部的孔道直径在0.5-1mm。
所述进料雾化喷嘴和出料雾化喷嘴采用硬质合金或氧化锆陶瓷制造，雾化室和高压空气喷嘴采用1mm厚度以上的SUS 304不锈钢材料制造。
本发明采在前驱体浆料中，通过加入碳源锁定添加剂，避免可溶性碳源向表面的迁移，实现球形颗粒内外成分(特别是碳源成分)的均匀一致，可以有效改善电池的倍率、内组和温升等性能。本发明所用的添加剂为可以和水溶性葡萄糖形成凝胶类锁定结构的有机物，主要为聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，聚氧乙烯(PEO)。添加量为浆料中干物质成分重量的1-10％。以上物质在喷雾蒸发的过程中，粘度会迅速增大，从而和葡萄糖类的碳源形成粘度极高的胶状液体，表面张力较大，可以防止其通过毛细孔富集到表面，将碳源保持在球形颗粒内部，从而使球形颗粒内部成分均匀分布。
用压力雾化喷头加高压空气喷吹的手段，对前驱体浆料进行喷雾雾化。(高压空气和浆料的压力均为2-10个大气压)通过多级雾化过程，可以显著提高前驱体混合料的物料均匀性。通过雾化次数的调整和变化，可以将前驱体烧结制成的磷酸铁锂粒径在5-30μm之间进行调控。
实施例1
在常规的由磷酸铁、碳酸锂和葡萄糖制成的100公斤浆料中(固含量50％)，加入0.5公斤聚乙烯醇(PVA)，溶解并混合均匀后，在喷雾干燥机中进行喷雾加工(雾化压力2大气压)。其中，雾化喷嘴采用硬质合金制造，内部的孔道直径在0.2mm。雾化室采用1mm厚度的SUS 304不锈钢材料制造，其内部空腔为10cm3，雾化室剖面图中斜线与水平线夹角α约为45度。高压空气喷嘴2采用SUS 304不锈钢材料制造,内部的孔道直径在0.5mm。采用一级喷雾(只用一个喷雾腔)，制得的前驱体在氮气气氛中，经750度4h烧结后，得到的球形磷酸铁锂材料直径在15μm左右(见图2)。研磨前后粉体电导率分别为0.035，0.034S.cm-1。证明球体中碳分布均匀性良好。而不加PVA的材料制成的磷酸铁锂，研磨前后粉体电导率分别为0.030，0.011S.cm-1。可见PVA具有明显改善碳分布的效果。
实施例2
在常规的由磷酸铁、碳酸锂和葡萄糖制成的1000公斤浆料中(固含量60％)，加入60公斤聚氧乙烯(PEO)，溶解并混合均匀后，在喷雾干燥机中进行喷雾加工(雾化压力6大气压)。其中，雾化喷嘴采用硬质合金制造，内部的孔道直径在1mm。雾化室采用2mm厚度的SUS304不锈钢材料制造，其内部空腔为1000cm3，雾化室剖面图中斜线与水平线夹角α约为60度。高压空气喷嘴2采用SUS 304不锈钢材料制造,内部的孔道直径在1mm。采用二级喷雾(用二个喷雾腔串联)，制得的前驱体在氮气气氛中，经720度4h烧结后，得到的球形磷酸铁锂材料直径在10μm左右(见图3)。研磨前后粉体电导率均为0.015S.cm-1。证明球体中碳分布均匀性良好。而不加PEO的材料制成的磷酸铁锂，研磨前后粉体电导率分别为0.012，0.006S.cm-1。可见PEO具有明显改善碳分布的效果。
实施例3
在常规的由磷酸铁、碳酸锂和葡萄糖制成的100g浆料中(固含量30％)，加入1g聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，溶解并混合均匀后，在喷雾干燥机中进行喷雾加工(雾化压力10大气压)。其中，雾化喷嘴采用硬质合金制造，内部的孔道直径在0.5mm。雾化室采用1mm厚度的SUS 304不锈钢材料制造，其内部空腔为200cm3，雾化室剖面图中斜线与水平线夹角α约为50度。高压空气喷嘴2采用SUS 304不锈钢材料制造,内部的孔道直径在0.8mm。采用三级喷雾，制得的前驱体在氮气气氛中，经700度4h烧结后，得到的球形磷酸铁锂材料直径在5.5μm左右(见图4)。研磨前后粉体电导率均为0.055S.cm-1。证明球体中碳分布均匀性良好。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
Claims (6)
1.一种可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法，其特征在于，在由磷酸铁、碳酸锂和葡萄糖制成的前驱体浆料中，加入浆料中干物质成分重量1-10％的碳源锁定添加剂，采用压力雾化喷头加高压空气喷吹的方法，对前驱体浆料进行至少一次喷雾雾化，将前驱体烧结制成粒径在5-30μm之间的球形磷酸铁锂材料；
所述压力雾化喷头由至少一级压力雾化喷头构成，压力雾化喷头包括倒置的圆台形的雾化室、设置在雾化室顶部的进料雾化喷嘴、设置在雾化室底部的出料雾化喷嘴和设置在雾化室的圆台上半部的高压空气喷嘴；雾化室为密封结构，通过出料雾化喷嘴、出料雾化喷嘴和高压空气喷嘴与外界连通，雾化室内部空腔体积为10-1000cm3，雾化室纵剖面中侧壁斜线与水平线夹角α为45-60度，进料雾化喷嘴和出料雾化喷嘴内部孔道直径在0.2-1mm，高压空气喷嘴内部的孔道直径在0.5-1mm。
2.根据权利要求1所述可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法，其特征在于，所述碳源锁定添加剂为能和水溶性葡萄糖形成凝胶类锁定结构的有机物。
3.根据权利要求2所述可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法，其特征在于，所述碳源锁定添加剂为聚乙烯醇PVA，聚乙烯醇缩丁醛PVB或聚氧乙烯PEO。
4.根据权利要求1所述可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法，其特征在于，所述进料雾化喷嘴和出料雾化喷嘴采用硬质合金或氧化锆陶瓷制造，雾化室和高压空气喷嘴采用1mm厚度以上的SUS 304不锈钢材料制造。
5.根据权利要求1所述可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法，其特征在于，所述压力雾化喷头为多级时，上一级的出料雾化喷嘴同时为下一级的进料雾化喷嘴。
6.根据权利要求1所述可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法，其特征在于，所述压力雾化喷头为依次串接的3级。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810653969.7A CN108837968B (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法及所用的压力雾化喷头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810653969.7A CN108837968B (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法及所用的压力雾化喷头 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108837968A CN108837968A (zh) | 2018-11-20 |
| CN108837968B true CN108837968B (zh) | 2020-11-10 |
Family
ID=64203496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810653969.7A Active CN108837968B (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法及所用的压力雾化喷头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108837968B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110237952B (zh) * | 2019-05-23 | 2023-07-28 | 潍坊生命方舟生物技术有限公司 | 三级雾化喷头 |
| CN110255522B (zh) * | 2019-07-03 | 2020-11-06 | 重庆特瑞电池材料股份有限公司 | 一种多级造孔式磷酸铁锂的制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120251421A1 (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Alstom Technology Ltd | Processes for reducing nitrosamine formation during gas purification in amine based liquid absorption systems |
| KR101591548B1 (ko) * | 2011-12-21 | 2016-02-04 | 주식회사 엘지화학 | 양극 활물질 제조용 교반장치 |
| CN102790213A (zh) * | 2012-07-30 | 2012-11-21 | 广东电网公司电力科学研究院 | 一种球形锂离子电池正极材料磷酸锰锂/碳的制备方法 |
| CN105470503A (zh) * | 2014-08-08 | 2016-04-06 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 具有均匀碳包覆层球形磷酸铁锂的制备方法 |
| CN205543049U (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-31 | 绵阳流能粉体设备有限公司 | 利用高温过热蒸汽干法制备磷酸铁锂前驱体的装置 |
| CN108163828A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-06-15 | 乳源东阳光磁性材料有限公司 | 一种球形磷酸铁锂正极材料的制备方法 |
-
2018
- 2018-06-22 CN CN201810653969.7A patent/CN108837968B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108837968A (zh) | 2018-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108163828A (zh) | 一种球形磷酸铁锂正极材料的制备方法 | |
| CN108123111A (zh) | 一种锂离子电池用硅基复合负极材料、其制备方法及包含该材料的锂离子电池负极 | |
| US8765213B2 (en) | Method for making lithium-ion battery electrode material | |
| CN107814372A (zh) | 一种磷酸铁锂正极材料的制备方法和应用 | |
| CN105006554B (zh) | 一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法 | |
| CN106784675A (zh) | 一种锂电池正极材料的干法包覆方法 | |
| CN108837968B (zh) | 一种可控粒径的球形磷酸铁前驱体制造方法及所用的压力雾化喷头 | |
| KR20210153710A (ko) | 전극 재료를 위한 실리카 과립 및 그 제조 방법과 응용 | |
| CN102476184A (zh) | 一种铜粉及其制作方法、制作装置和散热件 | |
| CN111057985A (zh) | 热喷涂用高性能钙钛矿型氧化物粉体及其制备方法与应用 | |
| CN112310374A (zh) | 一种分段研磨-喷雾干燥制备高压实低比表面积磷酸铁锂的方法 | |
| CN103663440B (zh) | 一种制备中间相炭微球的气雾化方法及装置 | |
| CN104752692B (zh) | 一种磷酸亚铁锂/碳复合正极材料的制备方法 | |
| CN113437278A (zh) | 一种石墨负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN108807903B (zh) | 一种锂电池用复合修饰锂电池负极材料的制备方法 | |
| CN107887582B (zh) | 一种硅/碳粉末复合材料及其制备方法以及电池负极材料 | |
| CN116723998A (zh) | 一种磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法与应用 | |
| CN115924883A (zh) | 一种硬碳材料及其制备方法和应用 | |
| CN109888260A (zh) | 一种磷酸铁锂正极材料的改性制备方法及改性材料 | |
| CN112952070A (zh) | 一种石墨锂电池负极材料及其制备方法 | |
| CN109524627B (zh) | 氧含量可控的SiOx负极材料及制备方法和锂离子电池 | |
| CN110635117B (zh) | 一种锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池 | |
| CN113548668A (zh) | 一种石榴结构微球及其制备方法和应用 | |
| CN112259735A (zh) | 一种砂磨机-挤出机一体制备锂电池中空硅碳颗粒的方法 | |
| CN108987689A (zh) | 一种硅碳负极材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: The invention relates to a method for manufacturing spherical iron phosphate precursor with controllable particle size and a pressure atomizing nozzle used Effective date of registration: 20210331 Granted publication date: 20201110 Pledgee: Tianjin Kerong Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: TIANJIN XIANZHONG NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021120000009 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220406 Granted publication date: 20201110 Pledgee: Tianjin Kerong Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: TIANJIN XIANZHONG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021120000009 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A controllable particle size spherical iron phosphate precursor manufacturing method and pressure atomization nozzle used Effective date of registration: 20230421 Granted publication date: 20201110 Pledgee: Tianjin SME Credit Financing Guarantee Center Pledgor: TIANJIN XIANZHONG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023120000018 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20201110 Pledgee: Tianjin SME Credit Financing Guarantee Center Pledgor: TIANJIN XIANZHONG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023120000018 |