CN206435198U - 一种锂离子电池正极材料前驱体的合成设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种合成锂离子正极材料前驱体的反应釜，包括釜体、搅拌部分、导流筒三部分组成。其特征在于搅拌桨、导流筒的设计和安装，以及进料管安装位置都做了很大改进。本实用新型结构设计合理，完全可以满足锂离子电池正极材料前驱体生产的工艺要求，并且设备的生产连续性及合成技术指标都高于同类产品水平。
Description
技术领域
本发明属于化工设备领域，具体涉及一种新型的锂离子电池正极材料前驱体的合成设备。
背景技术
锂离子电池是绿色高能电池，具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应等突出优点，广泛应用于各种便携式电动工具、电子仪表、移动电话、笔记本电脑、摄录机、武器装备等，在电动汽车以及各类储能领域也已经获得大规模使用。正极材料是锂离子电池的重要组成部分，而其前驱体的性能基本决定了正极材料的优劣。在正极材料前驱体生产过程中，前驱体的合成是其核心工序，其中合成设备的内部结构、进液方式、搅拌方式对正极材料前驱体的各项性能指标有重要的影响。
目前所使用的合成设备存在很多不足：（1）进料管在底部易造成管道堵塞；（2）无导流筒，料液流动性差，合成效率低；（3）搅拌桨为水平分散桨，无法实现底部浆料的定向流动。以上不足造成生产中不能有效控制前驱体的表面形貌和细粉的产生，以及生产稳定性和效率。
为解决上述问题，现有技术中也有一些方案试图对锂离子电池正极材料前驱体合成设备进行改进。CN203816613U公开了一种合成三元材料前驱体的反应釜，釜体内部设置有导流筒，导流筒的顶端固定在釜体顶部的釜盖上，并且搅拌桨叶有两组，中部桨叶为三叶螺旋桨，下端浆叶为水平四叶桨，加料管出口在液面以下，四叶搅拌桨上方10-30厘米处。该专利导流筒结构不利于定向引导流体运动，导流筒上端与溢流口距离过大，也不利于细粉颗粒返回导流筒内，并且导流筒固定方式不牢固；下端浆叶为水平四叶桨不利于导流筒外流体的向上运动；加料管出口在液面以下容易堵塞，并且出口位置不利于物料的快速均匀混合、反应。
CN4768722U公开了一种合成三元材料前驱体的反应釜，釜体采用PE或PO材质的内胆，但由于金属固定部件太多，与内胆接触易造成内胆损坏；另外，盘管在合成釜内部，由于搅拌中浆料冲击力较大，盘管易损坏，并且由于盘管的存在，使得盘管外围浆料搅拌不够，搅拌效率降低。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种新结构的锂离子电池正极材料前驱体的合成设备，可以有效控制锂离子电池正极材料前驱体的表面形貌和细粉的产生，并且具有导流效果好、导流筒固定方式牢固、进液方式合理、工艺简单、成本低的优点。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种锂离子电池正极材料前驱体的合成设备，包括釜体（1）、搅拌部分（2）、导流筒（3）；其中，
所述釜体（1）顶部中心设有搅拌电机（201），搅拌电机（201）与釜体内搅拌轴连接，釜体内壁均匀分布数个挡板（106），釜体顶部设有釜盖（101）、数个进料管（107）；所述导流筒（3）置于釜体（1）内部，导流筒（3）顶端整体与釜体顶部的釜盖（101）连接，导流筒（3）底端通过固定环支架与釜体（1）下部内壁连接；搅拌轴（204）通过硬密封（203）与釜盖（101）连接进入釜体（1）内。
进一步，所述釜体（1）一侧开有溢流口（105），溢流口（105）管道向下倾斜30度。
进一步，所述釜体（1）外侧设有夹套（102），夹套（102）设有夹套进口（103）和夹套出口（104）。
进一步，所述釜体（1）底部设有排液口（108）。
进一步，所述釜体（1）顶部进料管（107）出口处于导流筒（3）内，在溢流口（105）水平位置向上30~100mm处。
进一步，所述导流筒（3）侧面设有2~5个导流口（302），导流口（302）的上端与溢流口（105）持平，下端高于上层下推搅拌桨叶（205）。
进一步，所述导流筒（3）高度为釜体部分（1）高度的1/3~4/5，导流筒（3）直径为釜体部分（1）直径的2/5~5/7。
进一步，所述搅拌轴（204）上有两组桨叶，一组设置在导流筒（3）内，一组设置在底端，低于导流筒下端。其中上层浆叶为下推式三叶桨，下层浆叶为上推式对开斜叶桨。
本实用新型所公开的技术方案具有以下优点：
1、本实用新型通过导流筒（3）顶端上固定板（301）与釜体（1）顶部的釜盖（101）连接，导流筒（3）底端通过固定环支架（303）与釜体（1）下部内壁连接的方式，保证了导流筒结构的稳定性。运行过程平稳安静，制备的产品一致均匀，没有异形颗粒出现。
2、本实用新型通过在导流筒（3）壁上加入导流口（302）的方式，使得细粉能够再次回到反应区域，降低了细粉的数量，改善了小颗粒前驱体的球形度。
3、本实用新型通过在导流筒内部增加下推3叶桨（205）及底部改为上推式对开斜叶桨（206）的方式，加快了合成釜内部颗粒的循环，使得制备的粉体更加均匀，分布更窄。
4、本实用新型的进料管（107）出口位于反应液面之上，液体通过滴加的方式加入反应釜。反应产生的固体颗粒与进料口的分离，避免了进料管（107）壁的结疤和堵塞，增强了设备连续生产的能力，提高了反应过程的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型所公开的一种锂离子电池正极材料前驱体合成设备的结构示意图，图中：
1釜体
101釜盖、102夹套、103夹套进口、104夹套出口、105溢流口、106档板、107进料管、108排液孔
2搅拌部分
201搅拌电机、202减速器、203硬密封、204搅拌轴、205上层3叶下推桨、206下层上推式对开斜叶桨
3导流筒
301导流筒上固定板 302导流口 303固定环支架。
具体实施方式
为使本实用新型的创造点更一目了然，以下结合附图和具体的实施方案对本实用新型做进一步阐述，但并不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，一种锂离子电池正极材料前驱体合成设备本设备，包括釜体（1）、搅拌部分（2）、导流筒（3）；
釜体（1）包括釜盖（101）、夹套（102）、夹套进口（103）、夹套出口（104）、溢流口（105）、内壁上的档板（106）、进料管（107）以及排液孔（108），釜体（1）通过釜盖（101）与搅拌部分（2）和导流筒（3）连接；
搅拌部分（2）包括电机（201）、减速器（202）、硬密封（203）、搅拌轴（204）、上层3叶下推搅拌桨（205）、下层上推式对开斜叶桨（206），搅拌轴（204）通过硬密封（203）与釜盖（101）连接进入釜体（1）内。
导流筒（3）置于釜体（1）内部，包括上固定板（301）、导流口（302）、固定环支架（303），导流筒（3）通过上固定板(301)与釜盖（101）连接。导流筒（3）下部通过固定环支架（303）与釜体（1）下部内壁连接。
釜体（1）一侧开有溢流口（105），溢流口（105）管道向下倾斜30度；釜体（1）外侧设有夹套（102），夹套（102）设有夹套进口（103）和夹套出口（104）；釜体（1）底部设有排液口（108）；釜体（1）顶部进料管（107）出口处于导流筒（3）内，在溢流口（105）水平位置向上40mm处。
导流筒（3）侧面设有4个导流口（302），导流口（302）的上端与溢流口（105）持平，下端高于上层下推搅拌桨叶（205）；导流筒（3）高度为釜体部分（1）高度的2/3，导流筒（3）直径为釜体部分（1）直径的3/5。
搅拌轴（204）上有两组浆叶，一组设置在导流筒（3）内，一组设置在底端，低于导流筒下端。其中上层浆叶为下推式三叶桨（205），下层浆叶为45度上推式对开斜叶桨（206）。
在实际生产中，清洗完釜体（1）后，釜盖（101）带着搅拌部分（2）和导流筒部分（3）同时下降进入釜体内部，导流筒（3）下部进入固定环支架（303）进行固定。锁死釜盖（101），通过进料管（107）进料后，开启搅拌电机（201），通过上层下推3叶桨（205）和下层上推式对开斜叶桨（206）旋转搅拌，浆料在导流筒（3）内下降后，再通过导流筒（3）外壁和夹套（102）内壁空间上升进入导流口（302），如此往复循环达到良好的合成效果。
本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，除非特别叙述，本实用新型扩展到任何本说明书中披露的任何新的组合。
Claims (8)
1.一种锂离子电池正极材料前驱体的合成设备，包括釜体（1）、搅拌部分（2）、导流筒（3），其特征在于所述釜体（1）顶部中心设有搅拌电机（201），搅拌电机（201）与釜体内搅拌轴连接，釜体内壁均匀分布数个挡板（106），釜体顶部设有釜盖（101）、数个进料管（107）；所述导流筒（3）置于釜体（1）内部，导流筒（3）顶端整体与釜体顶部的釜盖（101）连接，导流筒（3）底端与釜体（1）下部内壁连接；搅拌轴（204）通过硬密封（203）与釜盖（101）连接进入釜体（1）内。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料前驱体的合成设备，其特征在于所述釜体（1）一侧开有溢流口（105），溢流口（105）管道向下倾斜30度。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料前驱体的合成设备，其特征在于所述釜体（1）外侧设有夹套（102），夹套（102）设有夹套进口（103）和夹套出口（104）。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料前驱体的合成设备，其特征在于所述釜体（1）底部设有排液口（108）。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料前驱体的合成设备，其特征在于所述釜体（1）顶部进料管（107）出口处于导流筒（3）内，在溢流口（105）水平位置向上30~100mm处。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料前驱体的合成设备，其特征在于所述导流筒（3）侧面设有2~5个导流口（302），导流口（302）的上端与溢流口（105）持平，下端高于上层下推搅拌桨叶（205）。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料前驱体的合成设备，其特征在于所述导流筒（3）高度为釜体部分（1）高度的1/3~4/5，导流筒（3）直径为釜体部分（1）直径的2/5~5/7。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料前驱体的合成设备，其特征在于所述搅拌轴（204）上有两组桨叶，一组设置在导流筒（3）内，一组设置在底端，低于导流筒下端；其中上层浆叶为下推式三叶桨，下层浆叶为上推式对开斜叶桨。
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