CN109225997A - 一种正极材料水洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于锂离子正极材料制备领域，提供一种正极材料水洗装置，通过设置高压水嘴进行反向冲洗，设置驱动装置往返驱动不锈钢网及活塞上下运动对一次冲洗的正极材料颗粒进行压滤，随后在筛网篮中进行二次冲洗的操作，另外在水洗料筒设置溢水口并与所设置的支架管连通至废水池，可以进行自动化、连续化的正极材料颗粒冲洗工作，水洗效果好，水洗效率高。

Description

一种正极材料水洗装置

技术领域

本发明属于锂离子正极材料制备领域，尤其涉及一种正极材料水洗装置。

背景技术

锂离子正极材料在锂电池的总成本中占据40％以上的比例，并且正极材料的性能直接影响锂电池的各项性能指标，所以锂电正极材料在锂电池中占据核心地位，在制备各种包覆或改性的锂离子正极材料过程中，需要通过水洗除去部分可溶性杂质或反应物，也需要通过水洗降低锂离子正极材料表面的残碱量，以免影响最终得到的锂离子正极材料的安全性能和结构稳定性。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种正极材料水洗装置，旨在解决现有正极材料水洗效率低、水洗效果不佳的技术问题。

一种正极材料水洗装置，包括水洗料筒，所述水洗料筒的轴向设置有一根竖直的滑杆，所述滑杆的的底部固定有一张底面呈圆锥形的不锈钢网，所述不锈钢网的底面设有一层过滤膜，所述不锈钢网外周套有一圈用于固定所述过滤膜的滑环，所述滑杆上还设置有活塞，所述活塞位于所述不锈钢网的上方并隔开一段距离，所述活塞和不锈钢网的外径与水洗料筒的内径匹配，所述水洗料筒的上部分连通有进料管，所述水洗料筒的中间部分开有溢水口，所述水洗料筒的下部分设有与不锈钢网底面形状相匹配的锥型板以及位于锥型板下方的底板，所述锥型板和底板之间形成水箱，所述水箱侧壁连通设置有进水管，所述锥型板朝上以及和底板朝下均设有与水箱内部连通的高压水嘴，所述锥型板中心还竖直向下设置出料管，所述出料管穿过所述底板，所述出料管上设置有电控阀，所述底板下方设置有筛网篮，所述水洗料筒的侧壁对应所述筛网篮的位置安装有大小匹配的开关门，所述水洗料筒的上端设置有用于驱动所述滑杆上下运动的驱动装置，所述水洗料筒的底部还设置有废水池，所述废水池向上设置有支架管，所述支架管与所述溢水口连通。

具体的，所述水洗料筒内且位于活塞上方位置固定有顶板，所述滑杆穿过所述顶板，所述滑杆位于活塞上方部分沿长度方向设置有凸齿，所述驱动装置位于所述顶板上方，且包括电机、输出齿轮和双联齿轮，所述输出齿轮与所述电机相连，所述双联齿轮的小齿轮与所述凸齿啮合，所述双联齿轮的大齿轮与所述输出齿轮啮合。

具体的，所述高压水嘴的喷水方向为竖直方向。

具体的，所述溢水口设置有红外感应装置，所述红外感应装置与所述电控阀相连。

本发明的有益效果：本发明提供的一种正极材料水洗装置，通过设置高压水嘴进行反向冲洗，设置驱动装置往返驱动不锈钢网及活塞上下运动对一次冲洗的正极材料颗粒进行压滤，随后在筛网篮中进行二次冲洗的操作，另外在水洗料筒设置溢水口并与所设置的支架管连通至废水池，可以进行自动化、连续化的正极材料颗粒冲洗工作，水洗效果好，水洗效率高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种正极材料水洗装置的正面剖视结构图；

图2是位置一时水洗料筒的正面剖视结构图；

图3是位置二时水洗料筒的正面剖视结构图；

图4是位置三时水洗料筒的正面剖视结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种正极材料水洗装置，包括水洗料筒1，所述水洗料筒1的轴向设置有一根竖直的滑杆2，所述滑杆2的的底部固定有一张底面呈圆锥形的不锈钢网3，所述不锈钢网3的底面设有一层过滤膜4，所述不锈钢网3外周套有一圈用于固定所述过滤膜4的滑环5，所述滑杆2上还设置有活塞6，所述活塞6位于所述不锈钢网3的上方并隔开一段距离，所述活塞6和不锈钢网3的外径与水洗料筒1的内径匹配，所述水洗料筒1的上部分连通有进料管7，所述水洗料筒1的中间部分开有溢水口8，所述水洗料筒1的下部分设有与不锈钢网3底面形状相匹配的锥型板9以及位于锥型板9下方的底板10，所述锥型板9和底板10之间形成水箱11，所述水箱11侧壁连通设置有进水管12，所述锥型板9朝上以及和底板10朝下均设有与水箱内部连通的高压水嘴13，所述锥型板9中心还竖直向下设置出料管14，所述出料管14穿过所述底板10，所述出料管14上设置有电控阀，所述底板10下方设置有筛网篮15，所述水洗料筒1的侧壁对应所述筛网篮15的位置安装有大小匹配的开关门16，所述水洗料筒1的上端设置有用于驱动所述滑杆上下运动的驱动装置17，所述水洗料筒的底部还设置有废水池18，所述废水池18向上设置有支架管19，所述支架管19与所述溢水口8连通。

本发明提供的一种正极材料水洗装置，初始时，不锈钢网及活塞位于水洗料筒的最上方，打开进料管，向水洗料筒通入待水洗的正极材料颗粒浆料，一定时间后关闭进料管，启动驱动装置，驱动装置驱动滑杆向下运动，带动活塞及不锈钢网朝下运动，当滑杆向下运动至溢水口位于不锈钢网和活塞之间，如图2所示的位置(此位置标记为位置一)时，不锈钢网和活塞停止下移，打开进水管和水箱顶面的高压水嘴，高压水嘴反向冲洗正极材料颗粒，水位不断升高后，冲洗后的废水通过不锈钢网上的过滤膜过滤，避免正极材料颗粒从溢出口排出，同时清洗产生的废水不断从溢水口流出，形成活水冲洗，废水顺着支架管进入废水池，水洗完成后，关闭水箱顶面的高压水嘴，当不锈钢网和活塞整体下移至如图3所示的位置(此位置标记为位置二)时，活塞刚好挡住溢水口，此时打开出料管上的电控阀，不锈钢网和活塞整体继续下移，类似注射器的原理，可以方便快速的将正极材料颗粒从出料管中压出。由于正极材料颗粒较细，与水混合形成具有一定粘度的浆料，如果浆料凭借重力自然从出料口落出，此过程非常耗时，而本实施例通过合理设置不锈钢网、活塞和溢水口的位置，使得能够快速地将颗粒浆料从出料口挤出，提高了效率。当不锈钢网和活塞整体下移至如图4所示的位置(此位置标记为位置三)时，正极材料颗粒被完全的挤压出水洗料筒进入筛网篮，然后打开水箱底面的高压水嘴，继续对筛网篮内的正极材料颗粒进行二次冲洗，同样的，废水流至废水池内，此时，驱动装置开始驱动滑杆向上运动，冲洗一定时间后，完成二次冲洗，活塞及不锈钢网回退至初始位置，打开开关门，取出筛网篮，进行后续操作。重复进料水洗，即可实现自动化、连续化的正极材料浆料冲洗工作，水洗效果好，水洗效率高。

作为所述一种正极材料水洗装置的优选结构，所述水洗料筒1内且位于活塞6上方位置固定有顶板18，所述滑杆2穿过所述顶板18，所述滑杆2位于活塞6上方部分沿长度方向设置有凸齿19，所述驱动装置17位于所述顶板18上方，且包括电机171、输出齿轮172和双联齿轮173，所述输出齿轮172与所述电机171相连，所述双联齿轮173的小齿轮与所述凸齿19啮合，所述双联齿轮173的大齿轮与所述输出齿轮172啮合。作为所述一种正极材料水洗装置的具体结构，所述高压水嘴13的喷水方向为竖直方向。所述溢水口8设置有红外感应装置，所述红外感应装置与所述电控阀相连。

高压水嘴竖直朝上或朝下的喷水方式，冲洗效率高，冲洗时细小的正极材料颗粒的不同位置受到不同力度的冲击力，甚至会翻滚，水洗面不止一面，水洗效果好，通过控制喷水水压还可以对正极材料颗粒形成一定时间的浸泡作用。采用双联齿轮便于控制滑杆的上下移动速度，当滑杆向下运动至溢水口位于不锈钢网和活塞之间时，水箱顶面的高压水嘴反向冲洗正极材料颗粒，多余的一次冲洗废水经不锈钢网过滤膜过滤后通过溢水口排出；在溢水口处设置红外感应装置，一旦活塞完全遮住溢水口，表示即将进行对正极材料颗粒的压滤，出料管的电控阀打开，保证空间内压强稳定，控制滑杆的向下移动速度可直接控制对正极材料颗粒的压滤速度，也可控制不锈钢网和活塞的回退时间。

综上所述，本发明提供的一种正极材料水洗装置整体已经达到了二次水洗及压滤过程的自动化感应及控制，可实现正极材料的连续化水洗操作，为了实现本装置在生产线上的高度自动化应用，还可在进料管、进水管处增加电控系统，在废水池设置残留物检测系统，这都在本实施例的保护范围内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种正极材料水洗装置，其特征在于，包括水洗料筒，所述水洗料筒的轴向设置有一根竖直的滑杆，所述滑杆的的底部固定有一张底面呈圆锥形的不锈钢网，所述不锈钢网的底面设有一层过滤膜，所述不锈钢网外周套有一圈用于固定所述过滤膜的滑环，所述滑杆上还设置有活塞，所述活塞位于所述不锈钢网的上方并隔开一段距离，所述活塞和不锈钢网的外径与水洗料筒的内径匹配，所述水洗料筒的上部分连通有进料管，所述水洗料筒的中间部分开有溢水口，所述水洗料筒的下部分设有与不锈钢网底面形状相匹配的锥型板以及位于锥型板下方的底板，所述锥型板和底板之间形成水箱，所述水箱侧壁连通设置有进水管，所述锥型板朝上以及和底板朝下均设有与水箱内部连通的高压水嘴，所述锥型板中心还竖直向下设置出料管，所述出料管穿过所述底板，所述出料管上设置有电控阀，所述底板下方设置有筛网篮，所述水洗料筒的侧壁对应所述筛网篮的位置安装有大小匹配的开关门，所述水洗料筒的上端设置有用于驱动所述滑杆上下运动的驱动装置，所述水洗料筒的底部还设置有废水池，所述废水池向上设置有支架管，所述支架管与所述溢水口连通。

2.如权利要求1所述的一种正极材料水洗装置，其特征在于，所述水洗料筒内且位于活塞上方位置固定有顶板，所述滑杆穿过所述顶板，所述滑杆位于活塞上方部分沿长度方向设置有凸齿，所述驱动装置位于所述顶板上方，且包括电机、输出齿轮和双联齿轮，所述输出齿轮与所述电机相连，所述双联齿轮的小齿轮与所述凸齿啮合，所述双联齿轮的大齿轮与所述输出齿轮啮合。

3.如权利要求2所述的一种正极材料水洗装置，其特征在于，所述高压水嘴的喷水方向为竖直方向。

4.如权利要求3所述的一种正极材料水洗装置，其特征在于，所述溢水口设置有红外感应装置，所述红外感应装置与所述电控阀相连。