CN114082346A - 一种锂离子电池正极材料生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池正极材料生产工艺，包括如下步骤：S1：计量溶剂；S2：粉体配料；S3：将粉体与溶剂分别投入到搅拌磨的搅拌腔内，并在搅拌腔内加入陶瓷球，对搅拌腔内的粉体与溶剂进行混合分散后，得到混合浆料；S4：将混合浆料利用砂磨机进行研磨后，得到成品，本发明减少粉体与溶剂的粗磨与细磨步骤，整个过程更加简单、迅速，保证生产质量。

Description

一种锂离子电池正极材料生产工艺

技术领域

本发明涉及一种电极，尤其涉及一种锂离子电池正极材料生产工艺。

背景技术

正极材料的合成方法主要有高温固相法、水热合成法、液相共沉淀 法、溶胶-凝胶法、模板法等，虽然合成方法很多，但是考虑到工艺流程 的简单易控程度及产业化生产程度以及生产成本等因素，目前工业化生产 大多数选择高温固相合成法。这种传统的高温固相合成法中的前驱体材料 需要进行固液混合分散、粗研磨、细研磨数小时后达到亚微米级颗粒，各 种原料因密度及粒度的不同，存在固液混合均匀性差、制备产线故障率 高、工艺路线长、杂质污染物含量高、设备固定资产投入大、材料研磨后 粒径大等问题，影响锂离子正极材料的电化学性能和加工性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种锂离子电池正极材料生产工艺，以解决现有 技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条 件。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种锂离子电池正极材料生产工艺，包括如下步骤：S1：计量溶剂； S2：粉体配料；S3：将粉体与溶剂分别投入到搅拌磨的搅拌腔内，并在搅 拌腔内加入陶瓷球，对搅拌腔内的粉体与溶剂进行混合分散后，得到混合 浆料；S4：将混合浆料利用砂磨机进行研磨后，得到成品。

该技术方案至少具有如下的有益效果：分别对粉体配料和对溶剂计 量，然后将粉体与溶剂全部投入到搅拌磨的搅拌腔内，在搅拌腔直接对粉 体与溶液进行混合分散，陶瓷球在搅拌腔内被搅动，可对粉体与溶剂提供 剪切力，使得两者可充分混合均匀，降低搅拌磨本身搅拌结构的压力与负 载，最后再将混合浆料送至砂磨机进行研磨后，即可得到成品，如此减少 粉体与溶剂的粗磨与细磨步骤，整个过程更加简单、迅速，保证生产质 量。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述S3中，搅拌磨具有伸入搅 拌腔内搅拌的搅拌桨，搅拌桨上设置有陶瓷棒。陶瓷棒可增加对陶瓷球的 搅动，进一步提高对物料的混合分散效果。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述S3中，搅拌磨将粉体与溶 剂混合分散至设定时间后排出，经过第一换热器降温后回到搅拌磨，重复 多次，得到混合浆料，将混合浆料排出至第一研磨罐内。粉体与溶剂既在 内部实现搅拌混合，还不断实现自循环研磨分散，提高物料内部均匀性， 并且物料在外部过程中，还经过第一换热器进行降温，以保证物料始终维 持在适当温度范围内。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述S3中，搅拌腔内设置有第 一喷淋器，混合浆料排出完成后，第一喷淋器对搅拌腔内壁中喷洗，得到 后清洗液，将后清洗液排出至第二研磨罐内。混合浆料排出搅拌腔后，利 用第一喷淋器对搅拌腔内壁进行喷洗，以避免已混合分散浆料与未混合分 散浆料混合，减少对下一次混合的影响。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述S4中，混合浆料经过多次 研磨后得到成品，其中，单次研磨包括：混合浆料在第一研磨罐内搅拌后 排出，经过第二换热器降温后进入砂磨机研磨，研磨完成后再经过除铁器 后进入第二研磨罐内，在第二研磨罐内搅拌后排出，经过第二换热器降温 后进入砂磨机研磨，研磨完成后再经过除铁器后回到第一研磨罐内。混合 浆料在至少两个研磨罐中搅拌混合并转移，每转移一次则进行降温、除铁 处理，如此经过多次研磨后，保证成品的整体细度，并具有良好的粒度均 匀性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述砂磨机具有并联连接有多个。 混合浆料在进入砂磨机时，可分别进入至多个砂磨机中进行研磨，以提高 研磨速度。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述S4中，第一研磨罐与第二 研磨罐内均有第二喷淋器，成品排出完成后，第一研磨罐与第二研磨罐内 的第二喷淋器分别对其内壁喷洗，并排出第一研磨罐与第二研磨罐。

作为上述技术方案的进一步改进，所述砂磨机为棒销式纳米砂磨机。 采用非金属材质的研磨部件，确保在研磨过程中给混合浆料带入磁性污染 物。

作为上述技术方案的进一步改进，本发明还包括S5：将成品经过第二 过滤器后送入成品罐。将成品经过第二过滤器过滤，然后转入至成品罐内 暂存，以方便送入到下道工序中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部 分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。

图1是本发明的生产设备示意图。

附图中：1-计量仓a、2-计量槽、3-计量泵、4-流量计、5-搅拌磨、 6-计量仓b、7-输送泵、8-第一换热器、9-第一喷淋器、10-第一过滤 器、11-第一研磨罐、12-第二研磨罐、13-投料站、14-罗茨风机、15-称 重传感器a、16-阀门a、17-给料机、18-搅拌器a、19-阀门b、20-阀门 c、21-阀门d、22-第二换热器、23-砂磨机进料泵、24-砂磨机、25-除铁 器、26-转料泵、27-第二过滤器、28-成品罐、29-阀门e、30-第三研磨 罐。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效 果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显 然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基 于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获 得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连 接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加 或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特 征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1，一种锂离子电池正极材料生产工艺，包括如下步骤：S1： 计量溶剂；S2：粉体配料；S3：将粉体与溶剂分别投入到搅拌磨5的搅拌 腔内，并在搅拌腔内加入陶瓷球，对搅拌腔内的粉体与溶剂进行混合分散 后，得到混合浆料；S4：将混合浆料利用砂磨机24进行研磨后，得到成 品。

由上述可知，分别对粉体配料和对溶剂计量，然后将粉体与溶剂全部 投入到搅拌磨5的搅拌腔内，在搅拌腔直接对粉体与溶液进行混合分散， 陶瓷球在搅拌腔内被搅动，可对粉体与溶剂提供剪切力，使得两者可充分 混合均匀，降低搅拌磨5本身搅拌结构的压力与负载，最后再将混合浆料 送至砂磨机24进行研磨后，即可得到成品，如此减少粉体与溶剂的粗磨 与细磨步骤，整个过程更加简单、迅速，保证生产质量。

在S1中，溶剂助剂计量槽2里面的液体物料，通过计量泵3输送， 通过流量计4计量所需的液体物料量，液体物料进入搅拌磨5。

在S2中，开启吨袋小袋一体组合式投料站13，同时除尘系统自动启 动；固体粉料以吨袋或小袋的包装形式，通过吨袋小袋一体组合式投料站 13进行开包投料，粉料进入投料站13仓体内部，启动罗茨风机14当计 量仓b6内部的压力检测到一定压力时，开启粉料管道阀2，投料站13粉 料通过气力输送到计量仓b6进行暂存，计量料仓2配置有称重传感器a15，计量仓b6粉料通过称重传感器a15称重计量，打开阀门a16启动给 料机17，计量料仓2粉料通过给料机17输送出料，通过称重传感器a15 矢量计量，粉料的下料量由称重传感器控制，实现下实际下料量与设置量 一致，与给料机及管道的粉料残留量无关，实现计量精度，开启吨袋小袋 一体组合式投料站及计量料仓带有除尘系统，可避免粉尘污染。

在S3中，开启搅拌磨5设备，计量仓a1及计量仓b6的粉料计量下 到搅拌磨5，搅拌磨5运行自研磨一段时间将固体粉料与液体物料进行润 湿、分散、研磨；自研磨一段时间后开启输送泵7，浆料通过输送泵7经 过第一换热器8后回到搅拌磨5筒体，此时搅拌磨5混合浆料进行自循环 研磨分散。研磨分散一定时间后，开启输送泵7出料口转向阀，混合浆料经过第一过滤器10进入第一研磨罐11；搅拌磨5筒体混合浆料输送完成 后，开启第一喷淋器9对搅拌磨5筒体内壁残留物料进行清洗，后清洗液 打入第二研磨罐12。

在S4中，开启搅拌器a18，打开阀门b19，打开阀门d21，第一研磨 罐11浆料经过第二换热器22、砂磨机进料泵23并同时进入砂磨机24研 磨后，浆料进入除铁器25后进入第二研磨罐12；当称重传感器b检测到 第一研磨罐11浆料全部经过砂磨机24研磨进入到第二研磨罐12时，阀 门b19及阀门d21自动关闭，同时阀门c20及阀门e29打开，此时第二研 磨罐12浆料经过第二换热器22、砂磨机进料泵23并同时进入砂磨机24 研磨后，浆料进入除铁器25后进入第一研磨罐11。

除了第一研磨罐11与第二研磨罐12外，还存在有第三研磨罐30， 三个研磨罐中始终存在两个用于研磨循环，一个用于收集S3中的混合浆 料，如此可使得整个生产节奏紧凑不间断，提高生产效率，第一研磨罐 11、第二研磨罐12与第三研磨罐30配置有搅拌器，搅拌器底部接近研磨 罐罐底，可使混合浆料活动起来避免沉底堵料故障。

在S5中，自动研磨数遍后，浆料经过转料泵26、第二过滤器27进 入成品罐28，进入成品罐28后的浆料将进入下道工序。

综上所述，整套工艺无需配置分散反应釜、砂磨机粗磨罐及粗磨砂磨 机，减少粉体与溶剂的粗磨与细磨步骤，整个过程更加简单、迅速，保 证生产质量。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限 于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可 作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利 要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种锂离子电池正极材料生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1：计量溶剂；

S2：粉体配料；

S3：将粉体与溶剂分别投入到搅拌磨(5)的搅拌腔内，并在搅拌腔内加入陶瓷球，对搅拌腔内的粉体与溶剂进行混合分散后，得到混合浆料；

S4：将混合浆料利用砂磨机(24)进行研磨后，得到成品。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料生产工艺，其特征在于：在所述S3中，搅拌磨(5)具有伸入搅拌腔内搅拌的搅拌桨，搅拌桨上设置有陶瓷棒。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料生产工艺，其特征在于：在所述S3中，搅拌磨(5)将粉体与溶剂混合分散至设定时间后排出，经过第一换热器(8)降温后回到搅拌磨(5)，重复多次，得到混合浆料，将混合浆料排出至第一研磨罐(11)内。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池正极材料生产工艺，其特征在于：在所述S3中，搅拌腔内设置有第一喷淋器(9)，混合浆料排出完成后，第一喷淋器(9)对搅拌腔内壁中喷洗，得到后清洗液，将后清洗液排出至第二研磨罐(12)内。

5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池正极材料生产工艺，其特征在于：在所述S4中，混合浆料经过多次研磨后得到成品，其中，单次研磨包括：

混合浆料在第一研磨罐(11)内搅拌后排出，经过第二换热器(22)降温后进入砂磨机(24)研磨，研磨完成后再经过除铁器(25)后进入第二研磨罐(12)内，在第二研磨罐(12)内搅拌后排出，经过第二换热器(22)降温后进入砂磨机(24)研磨，研磨完成后再经过除铁器(25)后回到第一研磨罐(11)内。

6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池正极材料生产工艺，其特征在于：所述砂磨机(24)具有并联连接有多个。

7.根据权利要求4所述的一种锂离子电池正极材料生产工艺，其特征在于：在所述S4中，第一研磨罐(11)与第二研磨罐(12)内均有第二喷淋器，成品排出完成后，第一研磨罐(11)与第二研磨罐(12)内的第二喷淋器分别对其内壁喷洗，并排出第一研磨罐(11)与第二研磨罐(12)。

8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料生产工艺，其特征在于：所述砂磨机(24)为棒销式纳米砂磨机(24)。

9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极材料生产工艺，其特征在于：还包括S5：将成品经过第二过滤器(27)后送入成品罐(28)。

Images