CN114931910B - 用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备及过滤组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备，包括主体，用于容纳前驱体浆料；搅拌组件，设置于主体内，用于搅拌主体内的前驱体浆料；过滤组件，设置于主体内，用于拦截主体内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；所述过滤组件包括滤芯、清液导管，所述清液导管用于将滤芯的滤清液输出的至主体外的出清系统；所述滤芯间隔布设于清液导管上，所述清液导管一端封闭，所述清液导管另一端延伸出一个直径由大变小的变径弯管，该变径弯管用于外接出清系统。本发减少了结构死角，绕开了复杂的过滤组件安装结构带来的技术障碍，实现了过滤组件的快速安装，并且利于滤清液的稳定输出。
Description
技术领域
本发明涉及前驱体生产技术领域，具体涉及一种用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备及其过滤组件。
背景技术
正极材料前驱体浆料是正极材料的前端材料，对正极材料性能起决定性作用。正极材料前驱体生产方法一般如下：将硫酸镍(或氯化镍)、硫酸钴(或氯化钴)、硫酸锰(或氯化锰)配制成一定摩尔浓度的混合盐溶液，氢氧化钠配制成一定摩尔浓度的碱溶液，用一定浓度的氨水作为络合剂。将过滤后的混合盐溶液、碱溶液、络合剂以一定的流量加入反应釜，控制反应釜的搅拌速率，反应浆料的温度和pH值，使盐、碱发生中和反应生成三元前驱体晶核并逐渐长大，当粒度到达预定值后，将反应浆料过滤、洗涤、干燥，得到三元前驱体。
前驱体浆料是正极材料的前端材料，对正极材料性能起决定性作用。为了提高前驱体浆料的固含量，优化前驱体形貌，申请人将过滤浓缩功能与搅拌功能结合于一体的用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备，由此实现了对前驱体浆料的富集浓缩，在一些情况下还可以将过滤浓缩功能与搅拌功能以及反应功能集成于一体。不论是上述哪种申请人作出的改进，都涉及到过滤组件在设备中的安装问题，申请人以前采用的安装结构较为复杂，安装步骤较为繁琐，而且死角较多，不利于滤清液的稳定输出。
发明内容
本发明的主要目的在于提供用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备，以解决现有技术中用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备过滤组件复杂的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备，包括
主体，用于容纳前驱体浆料；
搅拌组件，设置于主体内，用于搅拌主体内的前驱体浆料；
过滤组件，设置于主体内，用于拦截主体内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；
所述过滤组件包括滤芯、清液导管，所述清液导管用于将滤芯的滤清液输出的至主体外的出清系统；
所述滤芯间隔布设于清液导管上，所述清液导管一端封闭，所述清液导管另一端延伸出一个直径由大变小的变径弯管，该变径弯管用于外接出清系统。
本发明用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备中的过滤组件在配合安装时，以前申请人以前采用的安装结构较为复杂，安装步骤较为繁琐，而且死角较多，不利于滤清液的稳定滤出。本发明通过在清液导管的一端接变径弯管与主体上的滤清液出口连通，由此绕开了复杂的安装结构带来的技术障碍，实现了过滤组件的快速安装，利于滤清液的稳定输出。
进一步地，所述滤清液出口的直径与出清系统的进液管的直径一致，所述弯管为直径由大变小的变径弯管。变径弯管更加利于滤清液的稳定输出，减小滤清液的输出阻力，由于出清系统的进液管道的直径小于清液导管的直径，因此在此处通过设计变径弯管，实现滤清液流体直径的过渡，减小了滤清液的输出到出清系统的输出阻力。
进一步地，所述主体内至少设有两组过滤组件。
进一步地，所述过滤组件绕搅拌组件环向设置。
进一步地，所述清液导管包括沿主体径向由外向内独立设置的外圈管、内圈管，所述外圈管的另一端通过外圈变径弯管与主体上的外圈滤清液出口连通，所述内圈管的另一端通过内圈变径弯管与主体上的内圈滤清液出口连通。
进一步地，所述内圈管的另一端与其对应的外圈管的另一端错位设置。
进一步地，所述主体内径向设有固定件，所述内圈管、外圈管由内向外设置于固定件上。
进一步地，所述过滤组件包括四个过滤单元，所述内圈管、外圈管均为弧形管，所述弧形管的圆心角为75-80°。
本发明还提供了一种过滤组件，包括
过滤滤芯，用于拦截主体内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；
滤清液导管，用于将过滤组件滤清液输出的至出清系统；
所述滤芯间隔布设于清液导管上，所述清液导管一端封闭，所述清液导管另一端延伸出一个直径由大变小的变径弯管，该变径弯管用于外接出清系统。
进一步地，所述清液导管包括沿主体径向由外向内独立设置的外圈管、内圈管，所述外圈管的另一端通过外圈变径弯管与主体上的外圈滤清液出口连通，所述内圈管的另一端通过内圈变径弯管与主体上的内圈滤清液出口连通。
本发明用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备中的过滤组件在配合安装时，以前申请人以前采用的安装结构较为复杂，安装步骤较为繁琐，而且死角较多，不利于滤清液的稳定滤出。本发明通过在清液导管的一端接变径弯管与主体上的滤清液出口连通，使得清液导管只用做液体汇集作用，变径弯管作为液体输出用，减少了结构死角，绕开了复杂的过滤组件安装结构带来的技术障碍，实现了过滤组件的快速安装，并且利于滤清液的稳定输出。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明中用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备的结构示意图。
图2为本发明中过滤组件的安装结构示意图。
图3为申请人以前采用的过滤组件安装结构示意图。
图4为本发明中滤芯组与挡流结构的安装结构示意图。
图5为本发明中挡流结构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：
本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
本发明用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备，包括
主体1，用于容纳前驱体浆料；
输入单元，用于将前驱体浆料输入到主体1中；
搅拌组件2，设置于主体1内，用于将主体1内的前驱体浆料混合均匀；
过滤组件3，设置于主体1内，用于拦截主体1内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；
所述过滤组件3包括滤芯、清液导管，所述清液导管用于将滤芯的滤清液输出的至主体1外的出清系统；
所述滤芯间隔布设于清液导管上，所述滤芯间隔布设于清液导管上，所述清液导管一端封闭，所述清液导管另一端延伸出一个直径由大变小的变径弯管，该变径弯管用于外接出清系统。
所述主体1内至少设有两组过滤组件3。
所述过滤组件3绕搅拌组件2环向设置。
所述清液导管包括沿主体1径向由外向内独立设置的外圈管41、内圈管42，所述外圈管41的另一端通过外圈变径弯管51与主体1上的外圈滤清液出口61连通，所述内圈管42的另一端通过内圈变径弯管52与主体1上的内圈滤清液出口62连通。
所述内圈管42的另一端与其对应的外圈管41的另一端错位设置。
所述主体1内径向设有固定件7，所述内圈管42、外圈管41由内向外设置于固定件7上。
所述过滤组件3包括四个过滤单元，所述内圈管42、外圈管41均为弧形管，所述弧形管的圆心角为75-80°。
过滤组件，包括
过滤滤芯，用于拦截主体1内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；
滤清液导管，用于将过滤组件3滤清液输出的至出清系统；
所述滤芯间隔布设于滤清液导管上；
所述滤芯间隔布设于滤清液导管上，所述滤清液导管一端封闭，所述滤清液导管延伸出直径由大变小的变径弯管。
所述弯管为直径由大变小的变径弯管。
如图1-2示，本发明用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备，包括主体1，用于容纳前驱体浆料；输入单元，用于将前驱体浆料输入到主体1中；搅拌组件2，设置于主体1内，用于将主体1内的前驱体浆料混合均匀；过滤组件，设置于主体1内，用于拦截主体1内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；所述过滤组件包括滤芯3、清液导管，所述清液导管用于将滤芯3的滤清液输出的至主体1外的出清系统；
所述滤芯3间隔布设于清液导管上，所述清液导管一端封闭，所述清液导管另一端延伸出一个直径由大变小的变径弯管，该变径弯管用于外接出清系统；
优选，所述主体1内至少设有两组过滤组件；所述过滤组件绕搅拌组件2环向设置。
所述清液导管包括沿主体1径向由外向内独立设置的外圈管41、内圈管42，所述外圈管41的另一端通过外圈变径弯管51与主体1上的外圈滤清液出口61连通，所述内圈管42的另一端通过内圈变径弯管52与主体1上的内圈滤清液出口62连通。所述内圈管42的另一端与其对应的外圈管41的另一端错位设置。所述主体1内径向设有固定件7，所述内圈管42、外圈管41由内向外设置于固定件7上。所述过滤组件包括四个过滤单元，所述内圈管42、外圈管41均为弧形管，所述弧形管的圆心角为75-80°。
如图2所示，过滤组件，包括过滤滤芯3，用于拦截主体1内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；滤清液导管，用于将过滤组件滤清液输出的至出清系统；所述滤芯3间隔布设于滤清液导管上；所述滤芯3间隔布设于滤清液导管上，所述滤清液导管一端封闭，所述滤清液导管延伸出直径由大变小的变径弯管，变径弯管用于外接出清系统。所述清液导管包括沿主体1径向由外向内独立设置的外圈管41、内圈管42，所述外圈管41的另一端通过外圈变径弯管51与主体1上的外圈滤清液出口61连通，所述内圈管42的另一端通过内圈变径弯管52与主体1上的内圈滤清液出口62连通。所述内圈管42的另一端与其对应的外圈管41的另一端错位设置。所述主体1内径向设有固定件7，所述内圈管42、外圈管41由内向外设置于固定件7上。所述过滤组件包括四个过滤单元，所述内圈管42、外圈管41均为弧形管，所述弧形管的圆心角为75-80°。
作为优选，所述清液导管延伸端尾端的直径与出清系统进液口直径大小相等。作为优选，所述变径弯管为偏心变径弯管。
本发明用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备中的过滤组件在配合安装时，以前需要通过复杂的T型焊接操作，在清液导管上焊接管道后与滤清液出口连通，本发明通过在清液导管的一端接弯管与主体上的滤清液出口连通，由此绕开了在清液导管上的T型焊接的复杂操作，实现了过滤组件的快速安装。
如图3所示，申请人以前采用的过滤组件安装结构为先在外圈的管道81的内侧与内圈的管道83的内侧上开孔，并且外圈的管道81的下方也进行开孔，然后在内侧的开孔之间焊接一根水平管82，其中水平管82的两端分别通过T型焊接与内侧的开孔分别连接，之后再在外圈的管道81底部的开孔T型焊接一根清液输出管84。
本发明中清液导管的安装方法如下：首先预制内圈管42、外圈管41以及对应的外圈变径弯管51、内圈变径弯管52，然后将外圈变径弯管51的一端与外圈管41的另一端直接对接焊接，将内圈变径弯管52的一端与内圈管42的另一端直接对接焊接，之后外圈变径弯管51的另一端与主体1上的外圈滤清液出口61对接，内圈变径弯管52的另一端与主体1上的内圈滤清液出口62对接。
所述清液导管包括沿主体1径向由外向内独立设置的外圈管41、内圈管42，所述外圈管41的另一端通过外圈变径弯管51与主体1上的外圈滤清液出口61连通，所述内圈管42的另一端通过内圈变径弯管52与主体1上的内圈滤清液出口62连通。变径弯管更加利于滤清液的稳定输出，减小滤清液的输出阻力，由于清液导管在设备中需要用作液体汇集，而变径弯管作用在于快速输出，因此在设计上出清系统的进液管道的直径需要小于清液导管的直径，因此在此处通过设计变径弯管，实现滤清液流体直径的过渡，减小了滤清液的输出时在变径弯管中的停留，并且相比于申请人以前采用的结构大大减少结构死角，使得滤清液输出时流体更加顺畅。并且相比于申请人以前采用的过滤组件安装结构，结构更加简单，安装更加快速方便。
如图4-5所示，本发明还优选，所述过滤组件还包括若干个绕搅拌组件4搅拌轴环向设置于主体1内的滤芯组，优选设置2-8个滤芯组，所述挡流结构包括竖向设置于相邻滤芯组之间的隔板9。相邻滤芯组2之间设有挡流结构。所述挡流结构包括竖向设置于相邻滤芯组2之间的隔板9。所述隔板9靠近主体内壁11的一侧焊接或通过连接件可拆卸设置于主体内壁11上。所述滤芯组2包括固定于主体1内的滤清液管、间隔设置于滤清液管上的滤芯3，所述滤清液管与滤芯3的出清液口连通用于导出滤清液。所述隔板9的宽度与滤芯3上最接近搅拌组件4的位置到主体内壁11的距离相等。所述隔板9的高度与滤芯3长度相等使得所述隔板9顶部与滤芯3顶部齐平、所述隔板9底部与滤芯3底部齐平。所述挡流结构上开有孔结构91。所述挡流结构上的开孔率为0％-40％。
以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备，其特征在于，包括
主体，用于容纳前驱体浆料；
搅拌组件，设置于主体内，用于搅拌主体内的前驱体浆料；
过滤组件，设置于主体内，用于拦截主体内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；
所述过滤组件包括滤芯、清液导管，所述清液导管用于将滤芯的滤清液输出至主体外的出清系统；
所述滤芯间隔布设于清液导管上，所述清液导管为沿主体径向由外向内独立设置的外圈管和内圈管；
所述外圈管的一端封闭，另一端通过外圈变径弯管与主体上的外圈滤清液出口连通；
所述内圈管的一端封闭，另一端通过内圈变径弯管与主体上的内圈滤清液出口连通；
所述外圈变径弯管和内圈变径弯管的直径由大变小；所述外圈变径弯管和内圈变径弯管由上至下穿过主体的下端后外接出清系统。
2.如权利要求1所述的用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备，其特征在于，所述主体内至少设有两组过滤组件。
3.如权利要求1所述的用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备，其特征在于，所述过滤组件绕搅拌组件环向设置。
4.如权利要求1所述的用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备，其特征在于，所述内圈管的另一端与其对应的外圈管的另一端错位设置。
5.如权利要求1所述的用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备，其特征在于，所述主体内径向设有固定件，所述内圈管、外圈管由内向外设置于固定件上。
6.如权利要求1所述的用于正极材料前驱体共沉淀反应的设备，其特征在于，所述内圈管、外圈管均为弧形管，所述弧形管的圆心角为75-80°。
7.过滤组件，其特征在于，包括
滤芯，用于拦截主体内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；
清液导管，用于将过滤组件滤清液输出的至出清系统；
所述滤芯间隔布设于清液导管上，所述清液导管为沿主体径向由外向内独立设置的外圈管和内圈管；
所述外圈管的一端封闭，另一端通过外圈变径弯管与主体上的外圈滤清液出口连通；
所述内圈管的一端封闭，另一端通过内圈变径弯管与主体上的内圈滤清液出口连通；
所述外圈变径弯管和内圈变径弯管的直径由大变小；所述外圈变径弯管和内圈变径弯管由上至下穿过主体的下端后外接出清系统。
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