CN114348986A - 一种磷酸铁锂生产设备及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种磷酸铁锂生产设备，涉及的电池生产设备领域，其包括物料混合装置和烧结装置，物料混合装置包括混合罐、进料机构以及搅拌机构，混合罐的内腔的底部形成有混合腔，搅拌机构位于混合罐内，搅拌机构用于对混合腔内的物料进行搅拌；进料机构包括料液罐、输料管以及雾化喷嘴，料液罐通过输料管与混合罐连通，料液罐穿入混合罐的一端与雾化喷嘴连接，输料管上连接有输料泵。本申请将碳源和锂源制备成混合溶液雾化喷洒在铁源中进行气固两相混合，继而使得铁源、锂源以及碳源之间的混合更加充分均匀，碳源能够均匀的分布在锂源和铁源之间，继而使得保障后续碳包覆更加均匀，简化制备步骤，降低生产成本并提高了产品质量。

Description

一种磷酸铁锂生产设备及其制备方法

技术领域

本申请涉及的电池生产设备领域，尤其是涉及一种磷酸铁锂生产设备及其制备方法。

背景技术

锂离子二次电池作为新一代绿色电池，具有能量密度大、工作电压高、无记忆效应、自放电小、工作温度范围宽等优点而被广泛应用。锂离子二次电池正极材料磷酸铁锂因具有安全性能好、价格低廉、热稳定性高、循环性能好、高的理论容量、无记忆效应等优点，使其成为锂离子二次电池正极材料的研究重点。

相关的公开号为CN110459748A的中国发明专利，其公开了一种碳包覆铁酸锂材料及其制备方法，方法包括以下步骤：(1)将铁源和锂源混合，烧结，得到铁酸锂；(2)将步骤(1)中得到的铁酸锂粉碎；(3)将步骤(2)中粉碎后的铁酸锂用碳源进行气相包覆，得到碳包覆铁酸锂材料。

针对上述中的相关技术，发明人认为相关的磷酸铁锂在进行碳包覆的过程中，由于铁源和锂源的粒径较大，且在混合过程中容易出现团聚，继而使得碳包覆过程中，碳源难以均匀的包覆的磷酸铁锂的表面，影响产品质量。

发明内容

为了改善上述问题，本申请提供一种磷酸铁锂生产设备及其制备方法。

本申请提供的一种磷酸铁锂生产设备采用如下的技术方案：

一种磷酸铁锂生产设备，包括物料混合装置和烧结装置，所述物料混合装置和烧结装置相连通，所述物料混合装置包括混合罐、进料机构以及搅拌机构，所述混合罐的内腔的底部形成有混合腔，所述混合腔用于放置铁源，所述搅拌机构位于混合罐内，所述搅拌机构用于对混合腔内的物料进行搅拌；所述进料机构包括料液罐、输料管以及雾化喷嘴，所述料液罐用于存放碳源和锂源的混合溶液，所述料液罐通过输料管与混合罐连通，所述料液罐穿入混合罐的一端与雾化喷嘴连接，所述输料管上连接有输料泵。

通过采用上述技术方案，在进行磷酸铁锂的制备过程时，将碳源和锂源制备成混合溶液放置在料液管内，铁源放置在混合腔内；输料泵将料液管内的碳源和锂源的混合溶液通过雾化喷嘴喷洒在混合腔内被搅拌机构不断搅拌的铁源中进行混合，物料进行液固两相混合，继而使得铁源、锂源以及碳源之间的混合更加充分均匀，碳源能够均匀的分布在锂源和铁源之间，继而使得保障后续碳包覆更加均匀，提高产品质量。

优选的，所述搅拌机构包括两个第一搅拌组件，所述第一搅拌组件包括第一驱动件、绞龙杆以及固定在绞龙杆上的螺旋搅叶，所述绞龙杆转动连接在混合罐上，所述绞龙杆的一端与第一驱动件连接，所述第一驱动件用于驱动绞龙杆转动，两个所述第一搅拌组件的绞龙杆相平行，且两个所述绞龙杆的转向相反。

通过采用上述技术方案，第一驱动件驱动绞龙杆转动，绞龙杆带动螺旋搅叶转动，从而螺旋搅叶对混合腔内的物料进行均匀的搅拌、混合以及研磨，使得混合腔内的铁源、锂源以及碳源的分布更加均匀；两个绞龙杆之间的转动相反，使得混合腔内物料的流动呈对流效果，有效提高对于混合腔内物料的搅拌混合效果。

优选的，所述搅拌机构还包括第二搅拌组件，所述第二搅拌组件包括第二驱动件和旋转盘，所述旋转盘位于混合腔的底面，所述旋转盘与混合罐转动连接，所述旋转盘位于第一搅拌组件的底部，所述旋转盘的转动轴线与绞龙杆的转动轴线相垂直，所述第二驱动件与旋转盘连接，用于驱动旋转盘转动。

通过采用上述技术方案，第二驱动件带动旋转盘转动，旋转盘带动旋转盘上的混合物料进行转动，而旋转盘的转动轴线与绞龙杆的转动轴线相垂直，使得旋转盘带动混合腔内的物料与第一搅拌组件之间形成切流，物料在第一搅拌组件和第二搅拌组件的相互作用下在混合腔内进行充分的搅动混合，并使得混合腔内不易出现物料死角，旋转盘能够将周侧的物料不断的转动至第一搅拌组件处，进一步提高对混合腔内物料的充分混合。

优选的，所述旋转盘内设置有加热腔，所述加热腔内设置有加热碳化组件，所述加热碳化组件用于对混合腔内的物料进行加热。

通过采用上述技术方案，旋转盘在转动过程中，能够通过加热腔内的加热碳化组件对物料进行加热，使得碳源受热分解碳化并形成碳膜包覆在铁源和锂源的外侧；旋转盘在对物料搅动的过程中并兼具对物料进行加热的作用，不仅使得物料的混合更加充分，并能够提高对物料加热的均匀性。

优选的，所述混合罐内的混合腔为圆筒形，两个所述第一搅拌组件相互远离的一侧设置有若干第三搅拌组件，各所述第三搅拌组件包括安装架、转动连接在安装架上的辅助杆以及固定在辅助杆上的若干搅拌叶片，所述安装架设置在混合罐上，所述辅助杆的转动轴线与旋转盘的转动轴线相平行。

通过采用上述技术方案，混合腔为圆筒形时，螺旋搅叶难以对第一搅拌组件两侧的物料进行搅动，需要旋转盘将该部位的物料旋转至第一搅拌组件处才能对其进行搅拌混合。通过设置第三搅拌组件，当旋转盘转动的过程中，物料在旋转盘的作用下，能够带动搅拌叶片发生自转，继而搅拌叶片对物料也起到辅助搅动的效果，进一步降低混合腔内的搅拌混合的死角，使得物料整体在混合腔内都能得到充分的混合作用。

优选的，所述安装架和混合罐滑动连接，所述安装架上固定有滑块，所述混合罐的内壁上开设有供滑块滑移的滑槽，所述旋转盘的顶壁上固定有顶块，所述顶块远离旋转盘的一面形成有导向楔面，所述顶块在混合腔内的转动轨迹位于安装架的底部，所述导向楔面朝向顶块转动方向的前端倾斜向下设置，所述顶块用于与安装架抵接。

通过采用上述技术方案，旋转盘在转动过程中，顶块移动至安装架的底部，顶块的导向楔面与安装架抵接，并带动安装架向上滑动，当顶块从安装架的底部通过时，安装架在自身重力的作用下回落至初始位置，从而第二搅拌组件在运行的过程中，会带动各第三搅拌组件上下波动，从而搅拌叶片在物料转动搅拌的过程中，对物料进行上下抛翻，进一步提高到物料的混合效果。

优选的，若干所述第三搅拌组件沿混合腔的周向排布，相对远离所述第一搅拌组件的第三搅拌组件上的搅拌叶片的长度大于相对靠近第一搅拌组件的第三搅拌组件的搅拌叶片的长度。

通过采用上述技术方案，由于绞龙杆的中部至混合腔的内壁相对较远，因此，远离第一搅拌组件的搅拌叶片相对较长，以保障对第一搅拌组件转动方向外侧的物料的搅拌混合效果。

优选的，所述搅拌叶片包括搅拌杆以及抛翻板，所述搅拌杆的一端与辅助杆固定连接，另一端与所述抛翻板固定连接，所述抛翻板与旋转盘相平行。

通过采用上述技术方案，提高搅拌叶片对于混合腔内物料的抛翻效果，进而进一步提高对物料中的碳源、锂源以及铁源等的混合均匀性。

优选的，所述烧结装置采用回转窑，所述回转窑内形成有烧结腔，所述混合腔和烧结腔相连通，所述回转窑位于绞龙杆远离第一驱动件的一端。

通过采用上述技术方案，第一搅拌组件在对混合腔内的物料起到搅拌作用的同时，并起到对混合碳化后的物料输送至回转窑的作用。本申请采用回转窑进行烧结制备作业，相较于常规的坩埚烧结作业，成本更低；且先通过旋转盘内的加热碳化组件对物料中的碳源进行碳化，之后，物料在回转窑中进行烧结时不易出现粘壁的情况，使得回转窑能够适用于磷酸铁锂生产制备。

本申请提供的一种磷酸铁锂的制备方法采用如下的技术方案：

一种磷酸铁锂的制备方法，采用所述磷酸铁锂生产设备进行磷酸铁锂的制备，包括以下步骤：

(1)：将铁源放入混合罐内的混合腔内；将碳源和锂源加入到去离子水中，配置成包覆混合溶液，并将所述包覆混合溶液放入料液罐内；

(2)：所述进料机构将包覆混合溶液喷洒在混合罐内铁源上；所述搅拌机构对混合腔内的物料进行搅拌混合；

(3)：所述旋转盘内的加热碳化组件对混合腔内的混合物料进行加热碳化；

(4)：加热碳化后的物料输送至回转窑中进行烧结，得到碳包覆的磷酸铁锂材料。

通过采用上述技术方案，有效提高碳包覆的均匀性，简化制备步骤，提高操作便利性，降低生产成本。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过申请在进行磷酸铁锂的制备过程时，将碳源和锂源制备成混合溶液雾化喷洒在混合腔内被搅拌机构不断搅拌的铁源中进行混合，物料进行液固两相混合，继而使得铁源、锂源以及碳源之间的混合更加充分均匀，碳源能够均匀的分布在锂源和铁源之间，继而保障后续碳包覆更加均匀，提高产品质量；

2.本申请在使用回转窑烧结前，通过加热腔内的加热碳化组件对物料进行加热，使得碳源受热分解碳化并形成碳膜包覆在铁源和锂源的外侧；旋转盘在对物料搅动的过程中并兼具对物料进行加热的作用，不仅使得物料的混合更加充分，并能够提高对物料加热的均匀性；且采用回转窑进行烧结制备作业，相较于常规的坩埚烧结作业，成本更低；先通过加热碳化组件对物料中的碳源进行碳化，再在回转窑中进行烧结时不易出现粘壁的情况，使得回转窑能够适用于磷酸铁锂生产制备，有效降低生产制造成本。

附图说明

图1是本申请实施例一种磷酸铁锂生产设备的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的剖视图。

图3是本申请实施例用于体现混合罐内部结构的局部剖视图。

图4是图3中A部位的局部放大图。

图5是本申请实施例用于体现闸门机构的局部结构示意图。

附图标记说明：1、混合罐；11、混合腔；12、滑槽；2、进料机构；21、输料管；22、输料泵；23、料液罐；24、雾化喷嘴；3、搅拌机构；31、第一搅拌组件；311、第一驱动件；312、绞龙杆；313、螺旋搅叶；32、第二搅拌组件；321、第二驱动件；322、旋转盘；3221、加热腔；323、顶块；3231、导向楔面；324、加热碳化组件；33、第三搅拌组件；331、安装架；3311、侧板；3312、连接板；3313、滑块；3314、弹簧；332、辅助杆；333、搅拌叶片；3331、搅拌杆；3332、抛翻板；4、回转窑；41、回转筒体；42、烧结腔；43、送料口；5、闸门机构；51、安装环板；52、封口弧板；53、驱动组件；531、驱动电机；532、传动齿圈；5321、内齿轮；5322、外齿轮；533、传动齿轮；534、驱动电机；535、驱动齿轮；536、连接杆。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种磷酸铁锂生产设备。参照图1和图2，一种磷酸铁锂生产设备包括物料混合装置和烧结装置，物料混合装置和烧结装置相连通，物料混合装置包括圆筒形的混合罐1、进料机构2以及搅拌机构3。进料机构2包括料液罐23、输料管21、输料泵22以及雾化喷嘴24，料液罐23通过输料管21与混合罐1的顶部连通，料液罐23穿入混合罐1的一端与雾化喷嘴24连接，输料泵22通过输料管21连接于料液罐23和混合罐1之间，输料泵22采用高压隔膜泵，用于将料液罐23内的锂源和碳源的混合溶液输入至混合罐1内。混合罐1内腔的底部形成有混合腔11，本实施例中，混合腔11的内壁以及搅拌机构3上均涂覆有Cr3C2-NiCr涂层，Cr3C2-NiCr涂层具有良好的耐高温、耐腐蚀以及抗氧化的性能。搅拌机构3安装在混合罐1上，搅拌机构3用于对混合腔11内的物料进行搅拌。

参照图1和图2，在进行碳包覆的磷酸铁锂的生产过程中，将铁源放入混合罐1内的混合腔11内；将碳源和锂源的混合溶液放入料液罐23内。输料泵22将碳源和锂源的混合溶液输送至雾化喷嘴24处，继而碳源和锂源的混合溶液雾化喷洒在混合罐1内铁源上；搅拌机构3对混合腔11内的固液两相进行搅拌混合，使得碳源、锂源以及铁源能够充分混合均匀，之后，物料输送至烧结装置中进行烧结，得到碳包覆的磷酸铁锂材料，提高磷酸铁锂上的碳包覆的均匀性，继而提高产品质量。

参照图2和图3，搅拌机构3包括两个第一搅拌组件31，第一搅拌组件31包括第一驱动件311、绞龙杆312以及螺旋搅叶313，第一驱动件311采用伺服电机，第一驱动件311螺栓固定在混合罐1的外壁上，绞龙杆312转动连接在混合腔11内，绞龙杆312的一端与第一驱动件311的输出端同轴固定，第一驱动件311用于驱动绞龙杆312转动。碳源和锂源的混合溶液喷洒在混合腔11内的铁源上时，第一驱动件311驱动绞龙杆312转动，绞龙杆312带动输送螺旋搅叶313转动，从而螺旋搅叶313对混合腔11内的物料进行均匀的搅拌、混合以及研磨，使得混合腔11内的铁源、锂源以及碳源的分布更加均匀。两个搅拌组件的绞龙杆312相平行，且两个绞龙杆312的转向相反，使得绞龙杆312带动混合腔11内物料的流动呈对流效果，有效提高对于混合腔11内物料的搅拌混合效果。

参照图2和图3，搅拌机构3还包括第二搅拌组件32，第二搅拌组件32包括第二驱动件321和旋转盘322。第二驱动件321采用伺服电机，第二驱动件321通过螺栓固定在混合罐1的底面，旋转盘322水平设置在混合腔11内，且旋转盘322与混合腔11的底面以及侧壁相贴合。旋转盘322的中心固定有连杆，旋转盘322通过连杆与第二驱动件321的输出轴同轴固定，第二驱动件321用于驱动旋转盘322转动；旋转盘322位于第一搅拌组件31的底部，旋转盘322的转动轴线与绞龙杆312的转动轴线相垂直。

参照图2和图3，铁源、锂源以及碳源的混合物料在混合腔11内进行混合时，第二驱动件321带动旋转盘322转动，继而旋转盘322带动旋转盘322上混合物料进行转动，而旋转盘322的转动轴线与绞龙杆312的转动轴线相垂直，使得旋转盘322能够带动带动混合腔11内的物料不断与第一搅拌组件31的螺旋搅叶313之间形成切流，旋转盘322能够将周侧的物料不断的转动至第一搅拌组件31处，物料在第一搅拌组件31和第二搅拌组件32的相互作用下在混合腔11内进行充分的搅动混合，使得混合腔11内不易出现物料堆积死角，进一步对混合腔11内物料的进行充分混合。

参照图3和图4，搅拌机构3还包括若干第三搅拌组件33，若干第三搅拌组件33对称设置在混合罐1中心的两侧，且位于两个第一搅拌组件31相互远离的一侧，第三搅拌组件33沿混合腔11的周向排布。第三搅拌组件33包括安装架331、辅助杆332以及若干搅拌叶片333，安装架331包括侧板3311以及垂直焊接固定在侧板3311两端的连接板3312，侧板3311与混合罐1的内壁相贴合。辅助杆332竖直设置在两个连接板3312之间，且辅助杆332的两端与连接板3312转动连接,若干搅拌叶片333沿辅助杆332的轴向以及周向阵列排布，辅助杆332的转动轴线与旋转盘322的转动轴线相平行。其中，相对远离第一搅拌组件31的第三搅拌组件33上的搅拌叶片333的长度大于相对靠近第一搅拌组件31的第三搅拌组件33的搅拌叶片333的长度。当旋转盘322转动的过程中，混合腔11内的物料在旋转盘322的作用下，能够带动搅拌叶片333发生自转，继而搅拌叶片333对物料也起到辅助搅动的效果，使得第一搅拌组件31侧向的物料也能够得到充分的搅拌，进一步降低混合腔11内的搅拌混合的死角。

参照图3和图4，侧板3311靠近混合罐1内壁的一侧焊接固定有滑块3313，混合罐1的内壁沿自身的高度方向开设有供滑块3313滑移的滑槽12，滑块3313位于滑槽12内，安装架331通过滑块3313与混合罐1滑动连接，滑槽12内设置有弹簧3314，弹簧3314位于滑块3313的顶部，弹簧3314的一端与滑块3313焊接固定，另一端与滑槽12的内壁焊接固定。旋转盘322的顶壁上固定有顶块323，顶块323远离旋转盘322的一面形成有导向楔面3231，顶块323在混合腔11内的转动轨迹位于安装架331的底部，导向楔面3231在顶块323转动方向的前端呈倾斜向下设置，顶块323用于与安装架331抵接。

参照图3和图4，旋转盘322在转动过程中，顶块323移动至安装架331的底部，顶块323的导向楔面3231与安装架331抵接，并带动安装架331向上滑动，当顶块323从安装架331底部通过时，安装架331在自身重力以及弹簧3314的作用下回落至初始位置，从而旋转盘322在运行的过程中，会带动各第三搅拌组件33上下波动，从而搅拌叶片333在物料转动搅拌的同时并对物料进行上下抛翻，进一步提高到物料的搅拌混合效果。搅拌叶片333包括搅拌杆3331以及抛翻板3332，搅拌杆3331的一端与辅助杆332焊接固定，另一端与抛翻板3332和焊接固定，抛翻板3332与旋转盘322相平行，从而搅拌叶片333在对物料进行抛翻时，抛翻板3332能够承载更多的物料，保障对物料的抛翻效果。

参照图2和图3，烧结装置采用回转窑4，回转窑4内形成有烧结腔42，烧结腔42和混合腔11相连通，回转窑4位于绞龙杆312远离第一驱动组件53的一端，回转窑4的结构为现有的相关技术，本实施例中故不作赘述。烧结腔42和混合腔11的连通处形成有送料口43，回转窑4上安装有用于控制送料口43开闭的闸门机构5，闸门机构5的表面上也涂覆有耐高温、抗氧化的Cr3C2-NiCr涂层。旋转盘322内设置有加热腔3221，加热腔3221内安装有加热碳化组件324，本实施例中，该加热碳化组件324采用电加热板，加热碳化组件324用于对混合腔11内的物料进行加热碳化。旋转盘322在对混合腔11内的物料进行转动搅拌时，加热碳化组件324对混合腔11内的混合物料进行加热，使得混合物料中的碳源受热分解碳化并形成碳膜包覆在铁源和锂源的外侧。随后，闸门机构5将送料口43打开，第一搅拌机构3在对物料进行搅拌的同时，并将物料向前推送至烧结腔42内，继而回转窑4碳化的物料进行加热烧结，从而得到碳包覆的磷酸铁锂产品。而混合均匀的物料先在混合腔11进行加热碳化，使得物料在烧结腔42进行回转烧结时不易出现粘壁，保障产品的生产质量，而这也是本方案能够采用回转窑4进行磷酸铁锂的烧结制备的前提，而不是采用传统的坩埚进行烧结作业，从而有效降低生产成本。

参照图3和图5，回转窑4包括回转筒体41，回转筒体41靠近送料口43的内壁上焊接固定有安装环板51，安装环板51与回转筒体41共轴线。闸门机构5包括若干封口弧板52以及驱动组件53，封口弧板52整体呈勾玉形，若干封口弧板52均转动连接在安装环板51上，若干封口弧板52沿安装环板51的周向均匀排布，相邻两个封口弧板52之间在回转筒体41的轴向上间隔错位设置，且相邻两个封口弧板52之间相互贴合，各封口弧板52均与驱动组件53连接，驱动组件53用于驱动封口弧板52相靠近或远离送料口43的方向转动，以实现对送料口43的开闭。

参照图3和图5，驱动组件53包括驱动电机531、传动齿圈532以及若干传动齿轮533，传动齿轮533与封口弧板52一一对应，各传动齿轮533同轴固定有连接杆536，连接杆536远离传动齿轮533的一端穿过安装环板51并与封口弧板52固定连接。传动齿圈532套设在各传动齿轮533的外侧，传动齿圈532与回转筒体41转动连接，传动齿圈532的内侧一体成型有内齿轮5321，各传动齿轮533均与内齿轮5321相啮合。驱动电机531固定在回转筒体41的外壁上，驱动电机531的输出轴同轴固定有驱动齿轮535，传动齿轮533的外侧一体成型有外齿轮5322，驱动齿轮535与外齿轮5322相啮合。在进行送料口43的开闭时，驱动电机531带动驱动齿轮535主动，驱动齿轮535与传动齿圈532的外齿轮5322啮合，继而驱动齿轮535带动传动齿圈532转动，传动齿圈532带动各传动齿轮533转动，继而传动齿轮533带动封口弧板52转动，从而实现对送料口43的开闭，操作简便。

本申请实施例一种磷酸铁锂生产设备的实施原理为：在进行碳包覆的磷酸铁锂的生产过程中，将铁源放入混合罐1内的混合腔11内；将碳源和锂源的混合溶液放入料液罐23内。输料泵22将碳源和锂源的混合溶液输送至雾化喷嘴24处，继而碳源和锂源的混合溶液雾化喷洒在混合罐1内铁源上；搅拌机构3对混合腔11内的固液两相进行搅拌混合，使得碳源、锂源以及铁源能够充分混合均匀；在此期间，碳化加热组件对混合腔11内的混合物料进行加热，使得混合物料中的碳源受热分解碳化并形成碳膜包覆在铁源和锂源的外侧。之后，第一搅拌组件31将碳化后的物料输送至回转窑4中进行烧结，从而得到碳包覆的磷酸铁锂材料，提高磷酸铁锂上的碳包覆的均匀性，产品质量更好。

本申请实施例还公开一种磷酸铁锂的制备方法。一种磷酸铁锂的制备方法采用上述磷酸铁锂生产设备，包括以下步骤；

(1)、将铁源放入混合罐1内的混合腔11内；将碳源和锂源加入到去离子水中，配置成包覆混合溶液，并将包覆混合溶液放入料液罐23内。其中，锂源采用可溶于水的锂盐，包括且不限于草酸锂、磷酸二氢锂、柠檬酸锂、醋酸锂。铁源包括且不限于磷酸铁、草酸亚铁、醋酸铁、三氧化二铁、硝酸铁。碳源包括且不限于葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、淀粉、聚乙二醇、聚乙烯醇。

(2)、输料泵22将料液罐23内的包覆混合溶液输送至雾化喷嘴24处，继而包覆混合溶液雾化喷洒在混合罐1内铁源上。在此期间，第一驱动件311驱动绞龙杆312转动，绞龙杆312带动螺旋搅叶313转动，继而螺旋搅叶313对混合腔11内的物料进行均匀的搅拌、混合以及研磨；第二驱动件321带动旋转盘322转动，继而旋转盘322带动旋转盘322上的物料进行转动，旋转盘322能够将周侧的物料不断的转动至第一搅拌组件31处，使得混合腔11内的物料与第一搅拌组件31的螺旋搅叶313之间形成切流，混合腔11和不易出现物料堆积死角；旋转盘322在运行的过程中，旋转盘322通过顶块323带动各第三搅拌组件33上下波动，从而搅拌叶片333在物料转动搅拌的同时并对物料进行上下抛翻，进一步提高到物料的搅拌混合效果。物料在第一搅拌组件31、第二搅拌组件32以及第三搅拌组件33的相互作用下在混合腔11内进行充分的搅动混合，使得混合腔11内的铁源、锂源以及碳源的分布更加均匀。

(3)、混合腔11内铁源、锂源以及碳源的充分混合后，旋转盘322内的加热碳化组件324对混合腔11内的混合物料进行加热碳化，使得物料中的碳源受热分解碳化并形成碳膜包覆在铁源和锂源的外侧。

(4)、闸门机构5开启送料口43，第一搅拌机构3将物料推送至回转窑4的烧结腔42内。随后，关闭送料口43；回转窑4启动对碳化后物料进行烧结，得到碳包覆的磷酸铁锂材料。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：包括物料混合装置和烧结装置，所述物料混合装置和烧结装置相连通，所述物料混合装置包括混合罐(1)、进料机构(2)以及搅拌机构(3)，所述混合罐(1)的内腔的底部形成有混合腔(11)，所述混合腔(11)用于放置铁源，所述搅拌机构(3)位于混合罐(1)内，所述搅拌机构(3)用于对混合腔(11)内的物料进行搅拌；所述进料机构(2)包括料液罐(23)、输料管(21)以及雾化喷嘴(24)，所述料液罐(23)用于存放碳源和锂源的混合溶液，所述料液罐(23)通过输料管(21)与混合罐(1)连通，所述料液罐(23)穿入混合罐(1)的一端与雾化喷嘴(24)连接，所述输料管(21)上连接有输料泵(22)。

2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：所述搅拌机构(3)包括两个第一搅拌组件(31)，所述第一搅拌组件(31)包括第一驱动件(311)、绞龙杆(312)以及固定在绞龙杆(312)上的螺旋搅叶(313)，所述绞龙杆(312)转动连接在混合罐(1)上，所述绞龙杆(312)的一端与第一驱动件(311)连接，所述第一驱动件(311)用于驱动绞龙杆(312)转动，两个所述第一搅拌组件(31)的绞龙杆(312)相平行，且两个所述绞龙杆(312)的转向相反。

3.根据权利要求2所述的一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：所述搅拌机构(3)还包括第二搅拌组件(32)，所述第二搅拌组件(32)包括第二驱动件(321)和旋转盘(322)，所述旋转盘(322)位于混合腔(11)的底面，所述旋转盘(322)与混合罐(1)转动连接，所述旋转盘(322)位于第一搅拌组件(31)的底部，所述旋转盘(322)的转动轴线与绞龙杆(312)的转动轴线相垂直，所述第二驱动件(321)与旋转盘(322)连接，用于驱动旋转盘(322)转动。

4.根据权利要求3所述的一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：所述旋转盘(322)内设置有加热腔(3221)，所述加热腔(3221)内设置有加热碳化组件(324)，所述加热碳化组件(324)用于对混合腔(11)内的物料进行加热。

5.根据权利要求3所述的一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：所述混合罐(1)内的混合腔(11)为圆筒形，两个所述第一搅拌组件(31)相互远离的一侧设置有若干第三搅拌组件(33)，各所述第三搅拌组件(33)包括安装架(331)、转动连接在安装架(331)上的辅助杆(332)以及固定在辅助杆(332)上的若干搅拌叶片(333)，所述安装架(331)设置在混合罐(1)上，所述辅助杆(332)的转动轴线与旋转盘(322)的转动轴线相平行。

6.根据权利要求5所述的一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：所述安装架(331)和混合罐(1)滑动连接，所述安装架(331)上固定有滑块(3313)，所述混合罐(1)的内壁上开设有供滑块(3313)滑移的滑槽(12)，所述旋转盘(322)的顶壁上固定有顶块(323)，所述顶块(323)远离旋转盘(322)的一面形成有导向楔面(3231)，所述顶块(323)在混合腔(11)内的转动轨迹位于安装架(331)的底部，所述导向楔面(3231)朝向顶块(323)转动方向的前端倾斜向下设置，所述顶块(323)用于与安装架(331)抵接。

7.根据权利要求5所述的一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：若干所述第三搅拌组件(33)沿混合腔(11)的周向排布，相对远离所述第一搅拌组件(31)的第三搅拌组件(33)上的搅拌叶片(333)的长度大于相对靠近第一搅拌组件(31)的第三搅拌组件(33)的搅拌叶片(333)的长度。

8.根据权利要求6所述的一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：所述搅拌叶片(333)包括搅拌杆(3331)以及抛翻板(3332)，所述搅拌杆(3331)的一端与辅助杆(332)固定连接，另一端与所述抛翻板(3332)固定连接，所述抛翻板(3332)与旋转盘(322)相平行。

9.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：所述烧结装置采用回转窑(4)，所述回转窑(4)内形成有烧结腔(42)，所述混合腔(11)和烧结腔(42)相连通，所述回转窑(4)位于绞龙杆(312)远离第一驱动件(311)的一端。

10.一种磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：采用权利要求4-9任一项所述磷酸铁锂生产设备进行磷酸铁锂的制备，包括以下步骤：

(1)：将铁源放入混合罐(1)内的混合腔(11)内；将碳源和锂源加入到去离子水中，配置成包覆混合溶液，并将所述包覆混合溶液放入料液罐(23)内；

(2)：所述进料机构(2)将包覆混合溶液喷洒在混合罐(1)内铁源上；所述搅拌机构(3)对混合腔(11)内的物料进行搅拌混合；

(3)：所述旋转盘(322)内的加热碳化组件(324)对混合腔(11)内的混合物料进行加热碳化；

(4)：加热碳化后的物料输送至回转窑(4)中进行烧结，得到碳包覆的磷酸铁锂材料。

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