CN206751420U - 一种制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化工设备技术领域，特别公开了一种制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置。该制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置，包括顶端设置进料口的反应釜，其特征在于：所述进料口为分别连接液体进料系统、浆料进料系统和粉体进料系统的三个；液体进料系统为通过管道连接进料口的液体储罐；浆料进料系统包括内部安装搅拌器的搅拌罐，搅拌罐通过过滤罐连接进料口；粉体进料系统为连接进料口的漏斗。本实用新型装置物料均匀，进料速度便于控制，自动化程度高，成本低，可用于批量生产钛酸锂前驱体。

Description

一种制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置

（一）技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，特别涉及一种制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置。

（二）背景技术

钛酸锂电池具有快充性能、长寿命、高安全性等优点。制备钛酸锂电池所用的钛酸锂往往是通过锐钛矿(TiO₂)、碳酸锂固相混合再结合后焙烧处理获得，为了解决钛酸锂的胀气问题还需要对合成的钛酸锂进行二次碳包覆处理。采用普通干混的方法势必会造成掺杂元素的分布不匀均，同时材料的粒度分布、形貌、比表面积等关键物性参数很难得到一致性控制。采用后处理的方法制备碳或者碳纳米管、石墨烯等包覆钛酸锂，材料的制备过程复杂、增加成本，同时很难有效的做到可控包覆。这将会影响产品质量，影响极片加工性能、电池的电化学性能，无法满足实际应用要求。湿化学法制备钛酸锂越来越受到关注，这就需要对传统的干料进料装置进行改进，以满足湿法化学制备钛酸锂的需求。

（三）发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种自动化程度高、生产成本低、弥补技术空白的制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置，包括顶端设置进料口的反应釜，其特征在于：所述进料口为分别连接液体进料系统、浆料进料系统和粉体进料系统的三个；液体进料系统为通过管道连接进料口的液体储罐；浆料进料系统包括内部安装搅拌器的搅拌罐，搅拌罐通过过滤罐连接进料口；粉体进料系统为连接进料口的漏斗。

本实用新型包括液体进料、浆料进料和粉体进料三部分，且三部分分别控制送料，有效的预防掺杂或者包覆元素分布不均，实现了原材料在分子级水平的均匀混合，从而解决了钛酸锂产品粒径较大且不均匀、实验重复性差的问题，同时可以控制进料速度，自动化程度高，成本低，可用于批量生产钛酸锂前驱体。

本实用新型的更优技术方案为：

所述液体进料系统、浆料进料系统和粉体进料系统与反应釜的进料口的连接管道均为不锈钢管线，实现连接管道的长久稳定使用。

所述液体储罐的出口管道上安装有蠕动泵和球阀；液体储罐用于储存液体，液体的进料口位于反应釜的一侧，蠕动泵作为输送液体的动力并可以控制液体的流速，并由球阀控制液体的进入。

所述搅拌罐的下方出料管上安装有闸阀，过滤罐的出口管道上安装有隔膜泵；搅拌罐用于储存碳纳米管或者石墨烯浆料，搅拌器则可以防治他纳米管的团聚沉积，搅拌罐的出料口位于其下方，由闸阀控制，过滤罐用于过滤沉降的浆料，并通过隔膜泵连接反应釜的浆料进料口。

所述漏斗底部的送料管上安装有截止阀，实现漏斗内粉料的送料控制。

本实用新型主要针对采用溶剂热反应一部法制备元素掺杂或表面包覆改性钛酸锂所需反应物特性而设置，通过此进料系统实现了原材料在分子级水平的均匀混合，克服了采用直接干法混合时混合不均匀、碳纳米管或石墨烯浆料易于沉降的缺点，提高了反应釜内搅拌效率，所得粉体颗粒不均匀、形貌优良、球形度好，能一步获得具有优良性能的钛酸锂负极材料。本实用新型装置物料均匀，进料速度便于控制，自动化程度高，成本低，可用于批量生产改性钛酸锂。

与相比现有技术，实用新型具有以下优点：

（1）解决了采用湿化学方法制备钛酸锂或改性钛酸锂进料的问题，可以控制进料速度，操作方便，自动化程度高，成本低；

（2）能有效地预防碳纳米管、石墨烯等进料过程中的团聚沉积，从而解决了产品粒径较大且不均匀、实验重复性差的问题；

（3）工艺简单，成本低，环境友好，安全性高，能耗低，实验重复性好。

（四）附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型反应釜的结构示意图；

图2为本实用新型液体进料系统的结构示意图；

图3为本实用新型浆料进料系统的结构示意图；

图4为本实用新型粉体进料系统的结构示意图。

图中，1截止阀，2漏斗，3球阀，4蠕动泵，5液体储罐，6搅拌罐，7搅拌器，8闸阀，9过滤罐，10隔膜泵，N1粉体进料口，N2液体进料口，N3浆料进料口。

（五）具体实施方式

附图为本实用新型的一种具体实施例。

如图1所示，一种制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置，所述装置包括液体进料系统、浆料进料系统、粉体进料系统三部分。进料装置均通过不锈钢管线进入反应釜内。

如图2所示，液体进料系统包括液体储罐5、蠕动泵4、液体进料口N2，液体储罐5用以储存液体，液体进料系统中的蠕动泵4作为输送液体的动力并可以控制液体流速，液体进料口N2位于反应釜的一侧，由球阀3控制液体的进入。

如图3所示，浆料进料系统包括搅拌罐6、搅拌器7、出料口、过滤罐9、隔膜泵10。搅拌器7置于搅拌罐6内，出料口在搅拌罐6的下方，由闸阀8控制，过滤罐9与搅拌罐6的出料口和隔膜泵10相连；隔膜泵10直接与反应釜的浆料进料口N3相连，浆料进料系统中搅拌罐6用以储存碳纳米管或者石墨烯浆料，搅拌器7为了防止碳纳米管的团聚沉积，过滤罐9用以过滤沉降的浆料。

如图4所示，粉体进料系统直接通过漏斗2与反应釜相连。

将锐钛矿粉体放入到漏斗2中，截止阀1控制粉体的流动，通过粉体进料口N1将粉体加入到反应釜。液体储罐5里面存储氢氧化锂的溶液，通过蠕动泵4控制液体流速，再通过液体进料口N2将其加入到反应釜。碳纳米管或者石墨烯浆料首先在搅拌罐6内搅拌分散，再经过滤罐9、隔膜泵10，最后通过浆料进料口N3进入反应釜。

Claims (5)

1.一种制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置，包括顶端设置进料口的反应釜，其特征在于：所述进料口为分别连接液体进料系统、浆料进料系统和粉体进料系统的三个；液体进料系统为通过管道连接进料口的液体储罐（5）；浆料进料系统包括内部安装搅拌器（7）的搅拌罐（6），搅拌罐（6）通过过滤罐（9）连接进料口；粉体进料系统为连接进料口的漏斗（2）。

2.根据权利要求1所述的制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置，其特征在于：所述液体进料系统、浆料进料系统和粉体进料系统与反应釜的进料口的连接管道均为不锈钢管线。

3.根据权利要求1所述的制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置，其特征在于：所述液体储罐（5）的出口管道上安装有蠕动泵（4）和球阀（3）。

4.根据权利要求1所述的制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置，其特征在于：所述搅拌罐（6）的下方出料管上安装有闸阀（8），过滤罐（9）的出口管道上安装有隔膜泵（10）。

5.根据权利要求1所述的制备钛酸锂或改性钛酸锂前驱体的进料装置，其特征在于：所述漏斗（2）底部的送料管上安装有截止阀（1）。