CN113889614A - 一种锂电池正极材料生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池正极材料生产工艺，其步骤分为上料→烘干→研磨→分装，通过正极材料生产一体机可实现了锂电池正极材料的自动化生产，大大提高工作效率，降低劳动强度，所述正极材料生产一体机包括有干燥设备，所述干燥设备通过移动驱动机构调整搅拌杆的位置从而能够实现出料状态和进料状态自动切换，结构紧凑，合理，操作简单，通过分层搅拌单元的设置使得进入的原材料能够在分层搅拌单元阻挡下被分散与分流，逐层缓慢地下落，搅拌更加充分，能够均匀且充分地吸收热量，同时通过搅拌单元的设置使得搅拌杆在旋转的过程中其稳定性更佳，不会晃动，无噪声。

Description

一种锂电池正极材料生产工艺
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池正极材料生产工艺。
背景技术
锂离子电池作为主要绿色电源之一,以高能量密度、高比容量、循环稳定性以及无污染等特点成为公认的比较有前景和市场的新世纪绿色能源，而正极材料严重制约着电池的能量密度的提升和循环稳定性以及安全性能等。锂离子电池是目前应用在新能源汽车上的技术最为成熟、最有发展前景的新型能源，其续航能力、充电时间等方面是目前成熟的铅酸蓄电池无法相比的。
动力电池是电动汽车的核心部件。新能源汽车的发展为我国动力电池产业发展开辟了更加广阔的空间，锂离子电池又是最具发展潜力的电动汽车车载电源，是今后各国发展的重中之重，锂离子电池材料产业将在近些年里取得突飞猛进地发展。
碳酸锂用途广泛，在电池、铝电解、钢连铸保护渣、特种玻璃、陶瓷、医药、核工业、高档Al-Li合金、特种玻璃和背投彩电工业等重要工业菱悦都是不可或缺的原料。随着近期全球新能源开发的热潮，碳酸锂在锂电池中的应用越来越被大家所关注。电池级碳酸锂是生产锂电池正极材料(主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等)以及电解液的关键核心原料，故亟需一种锂电池正极材料生产工艺用于适应其规模化生产。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种锂电池正极材料生产工艺。
一种锂电池正极材料生产工艺，其具体步骤为准备原材料碳酸锂，并将原材料放入正极材料生产一体机内进行烘干处理以及研磨处理后分装为成品。
作为优选，所述正极材料生产一体机其包括有机架，所述机架上固定有依次连通的真空上料设备、干燥设备、研磨设备以及分装设备。
作为优选，所述干燥设备包括有干燥机本体，所述干燥机本体上方开设有干燥进料口，其下方开设有干燥出料口，所述干燥机本体内设置有能够沿所述干燥机本体轴心方向移动的搅拌机构，所述搅拌机构包括有搅拌杆以及驱动搅拌杆移动的移动驱动机构，所述搅拌杆上方通过轴承连接有与所述干燥进料口大小形状相配合的进料阻挡块，其下端通过轴承连接有与所述干燥出料口大小形状相配合的出料阻挡块，且当所述进料阻挡块位于所述干燥进料口内时，所述出料阻挡块位于所述干燥出料口上方。
作为优选，所述干燥进料口上固定有第一管道与所述真空上料设备的上料出料口相连通，所述干燥出料口上固定有第二管道与所述研磨设备的研磨进料口相连通，所述搅拌杆穿过所述第一管道的一端上固定有旋转电机，所述旋转电机通过滑动装置设置于移动驱动机构上，所述滑动装置包括有与旋转电机固定的第一滑动板，所述第一滑动板远离所述旋转电机的一侧固定于所述移动驱动机构的活动端上，所述移动驱动机构固定于机架上，所述第一滑动板滑动连接于滑轨内，所述滑轨固定于机架上。
作为优选，所述搅拌杆上位于所述出料阻挡块与所述进料阻挡块之间设置有至少2个的分层搅拌单元，所述分层搅拌单元包括有与所述搅拌杆通过轴承连接的分层盘,所述分层盘上密布有分散孔，所述搅拌杆上固定有与所述分层盘相贴合的耙式搅拌片，所述干燥机本体内部上固定有与所述分层盘相配合的可托住分层盘的支撑环，当所述出料阻挡块位于所述干燥出料口内时，所述分层盘位于支撑环内。
作为优选，所述支撑环其截面为直角梯形，且所述支撑环倾斜的一面上开设有至少一个的向所述干燥出料口方向延伸的限位凹槽，所述分层盘与所述支撑环相接触的周边轮廓与所述支撑环相配合，且其外周圆上成型有与所述限位凹槽相配合的限位凸起。
作为优选，所述干燥进料口为开口自上而下逐渐增大的圆台结构，所述干燥出料口为开口自上而下逐渐减小的圆台结构。
作为优选，所述干燥机本体内设有加热装置，所述加热装置为埋设于所述干燥机本体内的加热丝。
作为优选，所述分装设备包括有分装设备本体，所述分装设备本体设置于密闭地分装箱体内，所述分装箱体上设置有粉尘处理装置，所述粉尘处理装置包括有处理箱体，所述处理箱体内部设置有加湿过滤腔以及位于加湿过滤腔下方的收集腔，所述处理箱体上位于所述加湿过滤腔上方处开设有进气口，所述进气口与所述分装箱体相连通，所述处理箱体上位于所述收集腔下方处开设有出气口，所述出气口处固定有风机，所述加湿过滤腔上侧壁上固定有喷雾机构，所述喷雾机构包括有喷雾架，设置于喷雾架上的喷雾头以及与喷雾头相连通的压力泵，所述加湿过滤腔内位于所述喷雾机构下方处理机构，所述处理机构为间隔排列的海绵块。
作为优选，所述原材料碳酸锂的粒径为90微米～98微米。
本发明的有益效果是：
(1)本发明公开了一种锂电池正极材料生产工艺，其步骤分为上料→烘干→研磨→分装，通过正极材料生产一体机可实现了锂电池正极材料的自动化生产，大大提高工作效率，降低劳动强度。
(2)本发明公开了一种锂电池正极材料生产工艺，其包括有正极材料生产一体机，所述正极材料生产一体机包括有干燥设备，所述干燥设备包括有干燥进料口和干燥出料口，干燥机本体内设置有能够沿所述干燥机本体轴心方向移动的搅拌机构，所述搅拌机构包括有搅拌杆以及驱动搅拌杆移动的移动驱动机构，所述搅拌杆上方设有进料阻挡块，其下端设有出料阻挡块，且当所述进料阻挡块位于所述干燥进料口内时，所述出料阻挡块位于所述干燥出料口上方，此时为出料状态，当所述进料阻挡块移动至所述干燥进料口下方时，所述出料阻挡块位于所述干燥出料口内，此时为进料状态，通过移动驱动机构调整搅拌杆的位置从而能够实现出料状态和进料状态自动切换，结构紧凑，合理，操作简单。
(3)本发明公开了一种锂电池正极材料生产工艺，所述搅拌杆上位于所述出料阻挡块与所述进料阻挡块之间设置有分层搅拌单元，通过分层搅拌单元的设置使得进入的原材料能够在分层搅拌单元阻挡下被分散与分流，逐层缓慢地下落，搅拌更加充分，能够均匀且充分地吸收热量，同时通过搅拌单元的设置使得搅拌杆在旋转的过程中其稳定性更佳，不会晃动，无噪声。
附图说明
图1为本发明的正极材料生产一体机结构示意图；
图2为本发明的干燥设备剖视图；
图3为本发明的干燥设备另一状态剖视图；
图4为本发明的干燥设备的移动驱动机构结构示意图；
图5为本发明的支撑环结构示意图；
图6为本发明的分层搅拌单元剖视图；
图7为本发明的粉尘处理装置结构示意图。
图中：真空上料设备1、干燥设备2、干燥进料口21、干燥出料口22、第一管道23、第一滑动板26、移动驱动机构27、滑轨28、研磨设备3、分装设备4、进料阻挡块24、出料阻挡块25、分层盘6、耙式搅拌片61、支撑环7、限位凹槽71、粉尘处理装置5、加湿过滤腔51、收集腔52、进气口53、风机54、处理机构55、压力泵56、喷雾头57。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作以下进一步说明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1～7所示，一种锂电池正极材料生产工艺，其具体步骤为准备粒径为90微米～98微米的碳酸锂作为原材料，并将原材料放入正极材料生产一体机内进行烘干处理以及研磨处理后分装为成品。
所述正极材料生产一体机其包括有机架，所述机架上依次固定有真空上料设备1、干燥设备2、研磨设备3以及分装设备4，所述真空上料设备的上料出料口与干燥设备2的干燥进料口21通过第一管道23相连通，所述干燥出料口22上固定有第二管道与所述研磨设备3的研磨进料口相连通，所述研磨设备3的研磨出料口与所述分装设备4的分装进料口相连通，从而原材料通过真空上料设备1上料进入干燥设备2内干燥后进入研磨设备3进行研磨最后通过分装设备4进行分装成袋，实现了锂电池正极材料的自动化生产，大大提高工作效率，降低劳动强度。
具体地，所述真空上料设备1即真空上料机，是一种借助于真空吸力来传送粉末状物料的无尘密闭管道输送设备，利用真空与环境空间的气压差，形成管道内气体流动，带动粉状物料运动，从而完成粉体的输送为本领域常规设备，故不多加赘述。
具体地，所述干燥设备2包括有干燥机本体，所述干燥机本体内设有加热装置，所述加热装置为埋设于所述干燥机本体内的加热丝，所述干燥机本体上方开设有干燥进料口21，其下方开设有干燥出料口22，所述干燥机本体内设置有能够沿所述干燥机本体轴心方向移动的搅拌机构，所述搅拌机构包括有搅拌杆以及驱动搅拌杆移动的移动驱动机构，所述搅拌杆上方通过轴承连接有与所述干燥进料口21大小形状相配合的进料阻挡块24，其下端通过轴承连接有与所述干燥出料口22大小形状相配合的出料阻挡块25，且当所述进料阻挡块24位于所述干燥进料口21内时，所述出料阻挡块25位于所述干燥出料口22上方，此时为出料状态，当所述进料阻挡块24移动至所述干燥进料口21下方时，所述出料阻挡块25位于所述干燥出料口22内，此时为进料状态，故通过移动驱动机构调整搅拌杆的位置从而能够实现出料状态和进料状态自动切换。
具体地，所述搅拌杆穿过所述第一管道23的一端上固定有旋转电机，且所述搅拌杆与所述第一管道23相接触的地方设置有密封圈，用于保证第一管道23的密封性，所述旋转电机通过滑动装置设置于移动驱动机构上，所述滑动装置包括有与旋转电机固定的第一滑动板26，所述第一滑动板远离所述旋转电机的一侧固定于所述移动驱动机构27的活动端上，所述移动驱动机构27固定于机架上，所述第一滑动板26滑动连接于滑轨28内，所述滑轨28固定于机架上，所述旋转电机的活动端通过轴承转动连接与第二滑动板上，所述第二滑动板固定于第一滑动板26上，所述移动驱动机构27可以为液压缸或者伸缩气缸。
具体地，所述搅拌杆上位于所述出料阻挡块25与所述进料阻挡块24之间设置有至少2个的分层搅拌单元，所述分层搅拌单元的数量设置是依据原料的干燥要求，要保证从上逐级下落的原材料在下落至最后的分层搅拌单元上时已经达到了干燥要求，所述分层搅拌单元包括有与所述搅拌杆通过轴承连接的分层盘6,所述分层盘6上密布有分散孔，所述搅拌杆上固定有与所述分层盘6相贴合的耙式搅拌片61，所述干燥机本体内部上固定有与所述分层盘6相配合的可托住分层盘6的支撑环7，当所述出料阻挡块25位于所述干燥出料口22内时，所述分层盘6位于支撑环7内，通过分层搅拌单元的设置使得进入的原材料能够在分层搅拌单元阻挡下被分散与分流，逐层缓慢地下落，在每层的分层盘6内被耙式搅拌片进行充分搅拌分散，能够均匀且充分地吸收热量，同时通过搅拌单元的设置能够使得搅拌杆在旋转的过程中其稳定性更佳，不会晃动，因为此时分层盘6位于支撑环7内，且由于支撑环7上限位凹槽71的设置，分层盘6不会随着搅拌杆的旋转而转动。
具体地，所述支撑环7其截面为直角梯形，且所述支撑环7倾斜的一面上开设有至少一个的向所述干燥出料口22方向延伸的限位凹槽71，所述分层盘6与所述支撑环7相接触的周边轮廓与所述支撑环7相配合，且其外周圆上成型有与所述限位凹槽71相配合的限位凸起，从而当出料阻挡块25位于所述干燥出料口22内时，所述分层盘6位于支撑环7内，所述限位凸起位于限位凹槽71内，当搅拌杆旋转搅拌的过程中，分层盘6不会随着搅拌杆的旋转而转动或者晃动，同时也能够保证搅拌杆旋转的稳定性，在旋转的过程中能够通过分层盘6进行支撑。
具体地，所述干燥进料口21为开口自上而下逐渐增大的圆台结构，所述干燥出料口22为开口自上而下逐渐减小的圆台结构。
具体地，所述研磨设备为气流粉碎机，为本领域常规设备，故不多加赘述。
具体地，所述分装设备4包括有分装设备本体，所述分装设备本体为全自动包装机为本领域常规设备，故不多加赘述，所述分装设备本体设置于密闭地分装箱体内，所述分装箱体上设置有粉尘处理装置5，所述粉尘处理装置5包括有处理箱体，所述处理箱体内部设置有加湿过滤腔51以及位于加湿过滤腔51下方的收集腔52，所述处理箱体上位于所述加湿过滤腔51上方处开设有进气口53，所述进气口53与所述分装箱体相连通，所述处理箱体上位于所述收集腔52下方处开设有出气口，所述出气口处固定有风机54，所述加湿过滤腔51上侧壁上固定有喷雾机构，所述喷雾机构包括有喷雾架，设置于喷雾架上的喷雾头57以及与喷雾头相连通的压力泵56，所述加湿过滤腔51内位于所述喷雾机构下方处理机构55，所述处理机构55为间隔排列的海绵块，多个海绵块固定于处理支架上，所述处理支架可拆卸固定于所述处理箱体内，当风机54启动后，带有粉尘的气体从进气口53进入，同时压力泵56运行，水以喷雾状的形式从喷雾头57喷出，对进入的气体进行加湿处理，粉尘遇水雾则会下沉，同时水雾能够对海绵块进行润湿，当气体经过加湿的海绵块时，粉尘会被完全加湿，从而具有一定的粘黏性，粘附在海绵块上，部分由于水分的流动从海绵块上留下进入收集腔52内被收集，最后定时处理。
以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池正极材料生产工艺，其特征在于：其具体步骤为准备原材料碳酸锂，并将原材料放入正极材料生产一体机内进行烘干处理以及研磨处理后分装为成品。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池正极材料生产工艺，其特征在于：所述正极材料生产一体机其包括有机架，所述机架上固定有依次连通的真空上料设备(1)、干燥设备(2)、研磨设备(3)以及分装设备(4)。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池正极材料生产工艺，其特征在于：所述干燥设备包括有干燥机本体，所述干燥机本体上方开设有干燥进料口(21)，其下方开设有干燥出料口(22)，所述干燥机本体内设置有能够沿所述干燥机本体轴心方向移动的搅拌机构，所述搅拌机构包括有搅拌杆以及驱动搅拌杆移动的移动驱动机构，所述搅拌杆上方通过轴承连接有与所述干燥进料口(21)大小形状相配合的进料阻挡块(24)，其下端通过轴承连接有与所述干燥出料口(22)大小形状相配合的出料阻挡块(25)，且当所述进料阻挡块(24)位于所述干燥进料口(21)内时，所述出料阻挡块(25)位于所述干燥出料口(22)上方。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池正极材料生产工艺，其特征在于：所述干燥进料口(21)上固定有第一管道(23)与所述真空上料设备的上料出料口相连通，所述干燥出料口(22)上固定有第二管道与所述研磨设备(3)的研磨进料口相连通，所述搅拌杆穿过所述第一管道(23)的一端上固定有旋转电机，所述旋转电机通过滑动装置设置于移动驱动机构上，所述滑动装置包括有与旋转电机固定的第一滑动板(26)，所述第一滑动板远离所述旋转电机的一侧固定于所述移动驱动机构(27)的活动端上，所述移动驱动机构(27)固定于机架上，所述第一滑动板(26)滑动连接于滑轨(28)内，所述滑轨(28)固定于机架上。
5.根据权利要求3所述的一种锂电池正极材料生产工艺，其特征在于：所述搅拌杆上位于所述出料阻挡块(25)与所述进料阻挡块(24)之间设置有至少2个的分层搅拌单元，所述分层搅拌单元包括有与所述搅拌杆通过轴承连接的分层盘(6),所述分层盘(6)上密布有分散孔，所述搅拌杆上固定有与所述分层盘(6)相贴合的耙式搅拌片(61)，所述干燥机本体内部上固定有与所述分层盘(6)相配合的可托住分层盘(6)的支撑环(7)，当所述出料阻挡块(25)位于所述干燥出料口(22)内时，所述分层盘(6)位于支撑环(7)内。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池正极材料生产工艺，其特征在于：所述支撑环(7)其截面为直角梯形，且所述支撑环(7)倾斜的一面上开设有至少一个的向所述干燥出料口(22)方向延伸的限位凹槽(71)，所述分层盘(6)与所述支撑环(7)相接触的周边轮廓与所述支撑环(7)相配合，且其外周圆上成型有与所述限位凹槽(71)相配合的限位凸起。
7.根据权利要求3所述的一种锂电池正极材料生产工艺，其特征在于：所述干燥进料口(21)为开口自上而下逐渐增大的圆台结构，所述干燥出料口(22)为开口自上而下逐渐减小的圆台结构。
8.根据根据权利要求3所述的一种锂电池正极材料生产工艺，其特征在于：所述干燥机本体内设有加热装置，所述加热装置为埋设于所述干燥机本体内的加热丝。
9.根据根据权利要求2所述的一种锂电池正极材料生产工艺，其特征在于：所述分装设备(4)包括有分装设备本体，所述分装设备本体设置于密闭地分装箱体内，所述分装箱体上设置有粉尘处理装置(5)，所述粉尘处理装置(5)包括有处理箱体，所述处理箱体内部设置有加湿过滤腔(51)以及位于加湿过滤腔(51)下方的收集腔(52)，所述处理箱体上位于所述加湿过滤腔(51)上方处开设有进气口(53)，所述进气口(53)与所述分装箱体相连通，所述处理箱体上位于所述收集腔(52)下方处开设有出气口，所述出气口处固定有风机(54)，所述加湿过滤腔(51)上侧壁上固定有喷雾机构，所述喷雾机构包括有喷雾架，设置于喷雾架上的喷雾头(57)以及与喷雾头(57)相连通的压力泵(56)，所述加湿过滤腔(51)内位于所述喷雾机构下方处理机构(55)，所述处理机构(55)为间隔排列的海绵块。
10.根据权利要求1所述的一种锂电池正极材料生产工艺，其特征在于：所述原材料碳酸锂的粒径为90微米～98微米。
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