CN109114885A - 一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍的干燥方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍的干燥方法及装置，包括加热器、加热管、旋风分离器、收尘器、引风机、冷却管等，加热器进气口设有补气口，出口设有温度探测器，加热器与温度探测器通过PLC进行联动控制；使用时将加热温度设定在需要的范围内，并通过补气口通入保护气体，如氮气、氩气等，加热后的保护气体经冷却分离水分后，循环使用；表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍，洗涤时在洗水中加入0.1‑0.5%的VC，过滤控制水分含量在6‑9%，干燥时干燥温度控制在80‑90℃，进料速度控制在150‑200kg/h。本发明得到的干燥后表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍含水率在0.3‑1.0%，颜色均匀，无氧化，适用于Cd‑Ni、MH‑Ni、Zn‑Ni等电池中的正极活性材料。

Description

一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍的干燥方法及装置
技术领域
本发明属于二次碱性电池正极材料领域，涉及氢氧化镍，具体涉及一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍的干燥方法及装置。
背景技术
随着电池应用领域的进一步扩大，对高能量密度、高性能电池的需求量也随之增大，因此也要求正极活性材料性能提高。目前，大部分二次碱性电池厂家使用正极活性材料多数是掺杂球形氢氧化镍。由于掺杂球形氢氧化镍是一种导电性较差的P型半导体，其可逆性较差，活性物质的利用率不高。为进一步提高活性物质的利用率，增大氧化还原的可逆性，提高放电深度，提高析氧电位，增大氧化还原的可逆性,在掺杂球形氢氧化镍表面包覆一层氢氧化钴，在一次充电时，表面包覆的氢氧化钴转变成实际上可导电的化学非活性的氢氧化钴网状物，有效的提高了离子之间的导电性。表面包覆的氢氧化钴也可通过进一步氧化成羟基氧化钴，羟基氧化钴的氧化反应是不可逆的，这样就在球形氢氧化镍的表面形成了均匀的导电网，使氢氧化镍粒子之间的电阻大大减少，从而降低电池内阻，提高球形氢氧化镍的性能。氢氧化钴遇空气易局部氧化成氢氧化高钴、氧化钴或四氧化三钴，并夹杂在球形氢氧化镍表面的氢氧化钴包覆层中，但无论是在球形氢氧化镍表面包覆一层氢氧化钴还是进一步氧化成羟基氧化钴，都要求包覆的氢氧化钴层是稳定而不被局部氧化的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍干燥方法，使球形氢氧化镍表面包覆的氢氧化钴不会发生氧化，使其作为电池正极材料制造成的电池放电容量高，寿命长，大电流充放电性能好。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍的干燥方法，具体包括以下步骤：
步骤（1）. 洗涤表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍，在洗水中加入0.1-0.5%的VC，过滤控制表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍中水分含量在6-9%；
步骤（2）.采用加料器将步骤（1）得到的物料送入加热管，进料速度控制在150-200kg/h，经加热管中保护气体加热干燥，干燥温度控制在80-90℃；
步骤（3）. 经引风机使步骤（2）干燥后的物料依次进入旋风分离器、布袋收尘器，经旋风分离器分离得到表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍大颗粒物料，含水率在0.3-1.0%，颜色均匀无氧化，经布袋收尘器收集干燥的小颗粒物料；
步骤（4）. 步骤（3）中引风机排出的气体经冷却管冷凝，气水分离后，气体通入加热器进入加热管继续加热物料，循环利用。
进一步的，加热器的出口设有温度探测器，加热器与温度探测器通过PLC进行联动控制。
本发明的另一目的在于提供一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍干燥时使用的装置。
采用的技术方案如下：一种对上述表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍干燥的装置，包括加料器，加料器的出料口与加热管相接通，加热管与旋风分离器的入口相通，旋风分离器的排气口通过管道与布袋收尘器的进气口相接通，布袋收尘器的排气口接引风机进风口，引风机的出风口与另一旋风分离器的入口通过冷却管相通，该旋风分离器的排气口与加热器通过管道接通，加热器的出气口与加热管入口接通。
进一步的，加热器进气口设有惰性气体或空气的补气口。
进一步的，加热器为电热丝加热器，出口处设有温度探测器，加热器与温度探测器均与PLC电连。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明使用加热器先对惰性气体加热，用加热后的惰性气体对表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍进行加热，加热温度低，加热过程实现了惰性气体包覆，物料进入加热器前进行了防氧化处理，加热过程不会发生进一步氧化，加热后的气体冷凝后，可循环使用，气体利用率高，干燥设备全流程封闭，无外排废水废气，无粉尘飞扬，操作环境友好。
2.本发明加热器进气口设有补气口，出口设有温度探测器，加热器与温度探测器通过PLC进行联动控制；使用时将加热温度设定在需要的范围内，并通过补气口通入惰性气体，如氮气、氩气等，加热后的惰性气体经冷却分离水分后，循环使用；表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍，洗涤时在洗水中加入0.1-0.5%的VC，过滤控制水分含量在6-9%，干燥时干燥温度控制在80-90℃，进料速度控制在150-200kg/h。干燥后表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍含水率在0.3-1.0%，颜色均匀，无氧化。
3.本发明采用球形氢氧化镍的表面包覆氢氧化钴，适用于Cd-Ni、MH-Ni、Zn-Ni等电池中正极活性材料使用，也可进一步氧化制备成表面包覆羟基氧化钴的正极活性材料。
附图说明
图1是本发明干燥装置结构示意图。
图中：1-加热器、2-加料器、3-加热管、4-旋风分离器、5-收尘器、6-引风机、7-冷却管、8-冷却管冷却水进口、9-补气口、10-温度探测。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步详细解释和说明；
如图1所示，一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍干燥的装置，包括加料器，加料器2的出料口与加热管3相接通，加热管3与旋风分离器4的入口相通，旋风分离器4的排气口通过管道与布袋收尘器5的进气口相接通，布袋收尘器5的排气口接引风机6进风口，引风机6的出风口与另一旋风分离器的入口通过冷却管7相通，冷却管7的夹套上设有通入冷却水的冷却水进口8，该旋风分离器的排气口与加热器1通过管道接通，加热器1的出气口与加热管3入口接通。加热器1为电热丝加热器，加热器1进气口设有补气口9，用于补充空气或保护气体如氮气、氩气等的。加热器1出口处安装有温度探测器，加热器1与温度探测器10均与PLC电连，加热器与温度探测器通过PLC进行联动控制。
一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍的干燥方法，具体包括以下步骤：
步骤（1）. 洗涤表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍，在洗水中加入0.1-0.5%的VC，过滤控制表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍中水分含量在6-9%；
步骤（2）.从加料器2加入步骤（1）得到的物料经加热管3中的保护气体加热干燥，进料速度控制在150-200kg/h，干燥温度控制在80-90℃；
步骤（3）. 经引风机6使物料依次进入旋风分离器4、布袋收尘器5，经旋风分离器4分离收集得到表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍大颗粒物料含水率在0.3-1.0%，颜色均匀无氧化，经布袋收尘器5分离收集干燥的小颗粒物料；
步骤（4）. 步骤（3）中引风机6排出的气体经冷却管7冷凝，汽水分离后，气体通入加热器进入加热管3继续加热物料，循环利用。
实施例1：
一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍的干燥方法，洗涤包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍时，在洗水中加入0.1%的VC，洗涤合格后进行过滤，过滤得到的表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍含水率为6%；定干燥温度为80℃，同时从补气口9通入氮气，从冷却水进口8向冷却管通入冷却水，当加热器出口温度达到设定的80℃时，将表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍按150kg/h的加料速度加入到加料器2中进行干燥，从旋风分离器4收集到干燥后的表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍产品，经检测干燥的产品含水率为0.3%，表面颜色均匀，经X衍射分析检测，表面包覆层为纯相氢氧化钴，无氧化物。
实施例2：
一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍的干燥方法，洗涤包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍时，在洗水中加入0.5%的VC，洗涤合格后进行过滤，过滤得到的表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍含水率为9%；设定干燥温度为90℃，同时从补气口通入氩气，从冷却水进口向冷却管通入冷却水，当加热器出口温度达到设定的90℃时，将表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍按200kg/h的加料速度加入到加料器中进行干燥，从旋风分离器4收集到干燥后的表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍产品，经检测干燥的产品含水率为1.0%，表面颜色均匀，经X衍射分析检测，表面包覆层为纯相氢氧化钴，无氧化物。
实施例3：
一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍的干燥方法，洗涤包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍时，在洗水中加入0.3%的VC，洗涤合格后进行过滤，过滤得到的表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍含水率为8%；设定干燥温度为86℃，同时从补气口通入氩气，从冷却水进口向冷却管通入冷却水，当加热器出口温度达到设定的86℃时，将表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍按180kg/h的加料速度加入到加料器中进行干燥，从旋风分离器4收集到干燥后的表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍产品，经检测干燥的产品含水率为0.7%，表面颜色均匀，经X衍射分析检测，表面包覆层为纯相氢氧化钴，无氧化物。

Claims (5)

1.一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍的干燥方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤（1）. 洗涤表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍，在洗水中加入0.1-0.5%的VC，过滤控制表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍中水分含量在6-9%；
步骤（2）.采用加料器将步骤（1）得到的物料送入加热管，进料速度控制在150-200kg/h，经加热管中保护气体加热干燥，干燥温度控制在80-90℃；
步骤（3）. 经引风机（6）使步骤（2）干燥后的物料依次进入旋风分离器（4）、布袋收尘器（5），经旋风分离器（4）分离得到表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍大颗粒物料，含水率在0.3-1.0%，颜色均匀无氧化，经布袋收尘器（5）收集干燥的小颗粒物料；
步骤（4）. 步骤（3）中引风机（6）排出的气体经冷却管（7）冷凝，气水分离后，气体通入加热器进入加热管（3）继续加热物料，循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍的干燥方法，其特征在于：加热器的出口设有温度探测器，加热器与温度探测器通过PLC进行联动控制。
3.一种对权利要求1或2所述的表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍干燥的装置，包括加料器，其特征在于：加料器（2）的出料口与加热管（3）相接通，加热管（3）与旋风分离器（4）的入口相通，旋风分离器（4）的排气口通过管道与布袋收尘器（5）的进气口相接通，布袋收尘器（5）的排气口接引风机（6）进风口，引风机（6）的出风口与另一旋风分离器的入口通过冷却管相通，该旋风分离器的排气口与加热器（1）通过管道接通，加热器（1）的出气口与加热管（3）入口接通。
4.根据权利要求3所述的一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍干燥的装置，其特征在于：加热器（1）进气口设有补气口（9）。
5.根据权利要求3或4所述的一种表面包覆氢氧化钴的球形氢氧化镍干燥的装置，其特征在于：加热器（1）为电热丝加热器，出口处设有温度探测器，加热器（1）与温度探测器（10）均与PLC电连。
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