CN209917873U - 一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于新能源电池生产设备技术领域，具体涉及一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置，包括依次通过管道串联连接的造核反应系统、晶核生长反应系统和材料表面修饰及陈化系统，造核反应系统包括造核反应釜，晶核生长反应系统包括晶核生长反应釜，材料表面修饰及陈化系统包括材料表面修饰及陈化釜，本实用新型结合了单釜合成和多釜串联合成的优点，实现了类球形电池材料间歇‑连续合成工艺，同时造核反应釜、晶核生长反应釜和材料表面修饰陈化釜的体积逐渐增大，确保在生产过程中浆液不溢流，提高产品的直收率，保证产品的微观颗粒在反应釜有相同的保留时间，生产的类球形产品性能稳定形貌可控。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源电池生产设备技术领域，具体涉及一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置。
背景技术
当前锂离子电池正极材料的制备方法主要以共沉淀法结合高温煅烧技术，其中共沉淀法有单釜合成装置、单釜连续合成装置、多釜串联合成装置等，常见的单釜合成装置，缺点在于形核过程、生长过程和表面修复陈化过程在一个反应釜内实现，导致的结果是控制要求高，产品的批次稳定性差；多釜连续合成装置是当前许多企业在用的合成方法，优点在于操作易控制、产品一致性好、成本低，能够连续合成，效率高等，但是生产的产品粒度分布宽，品质低，这些合成装置都直接影响到电池材料的性能，尤其是对锂离子电池前驱体材料的合成起到决定性的影响。因此，选取合适的生产装置是改变电池材料性能的前提条件。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的问题及不足，本实用新型提供了一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置，包括依次通过管道串联连接的造核反应系统、晶核生长反应系统和材料表面修饰及陈化系统，造核反应系统包括造核反应釜，设在造核反应釜上端的第一计量进料系统，以及将搅拌桨叶伸入至造核反应釜中的第一搅拌系统，造核反应釜下端设有第一排料管阀门；晶核生长反应系统包括晶核生长反应釜，设在晶核生长反应釜上端的第一进料管和第二计量进料系统，以及将搅拌桨叶伸入至晶核生长反应釜中的第二搅拌系统，晶核生长反应釜下端设有第二排料管阀门；材料表面修饰及陈化系统包括材料表面修饰及陈化釜，设在材料表面修饰及陈化釜上端的第二进料管和第三计量进料系统，以及将搅拌桨叶伸入至材料表面修饰及陈化釜中的第三搅拌系统，材料表面修饰及陈化釜下端设有第三排料管阀门。
进一步的，所述晶核生长反应釜的体积为造核反应釜的2-8倍。
进一步的，所述材料表面修饰及陈化釜的体积为晶核生长反应釜的1-6倍。
进一步的，所述造核反应釜与晶核生长反应釜、晶核生长反应釜与材料表面修饰及陈化釜之间连接的管道上分别设有第一排料泵和第二排料泵。
进一步的，所述造核反应釜与晶核生长反应釜之间连接的管道一端与第一排料管阀门连接，另一端与第一进料管连接。
进一步的，所述晶核生长反应釜与材料表面修饰及陈化釜之间连接的管道一端与第二排料管阀门连接，另一端与第二进料管连接。
进一步的，所述的材料表面修饰及陈化釜下端通过第三排料管阀门连接的管道外接离心机。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型结合了单釜合成和多釜串联合成的优点，实现了类球形电池材料间歇-连续合成工艺，同时造核反应釜、晶核生长反应釜和材料表面修饰陈化釜的体积逐渐增大，确保在生产过程中浆液不溢流，提高产品的直收率，保证产品的微观颗粒在反应釜有相同的保留时间，而且同时分开了产品的造核体系、生长体系和材料表面修饰陈化体系，生产的类球形产品性能稳定形貌可控。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1.造核反应釜、2.第一排料管阀门、3.第一排料泵、4.晶核生长反应釜、5.第二排料管阀门、6.第二排料泵、7.材料表面修饰及陈化釜、8.第三排料管阀门、9.第一计量进料系统、10.第一搅拌系统、11.第一进料管、12.第二搅拌系统、13.第二计量进料系统、14.第二进料管、15.第三搅拌系统、16.第三计量进料系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置，包括依次通过管道串联连接的造核反应系统、晶核生长反应系统和材料表面修饰及陈化系统，造核反应系统包括造核反应釜1，设在造核反应釜1上端的第一计量进料系统9，以及将搅拌桨叶伸入至造核反应釜1中的第一搅拌系统10，造核反应釜1下端设有第一排料管阀门2；晶核生长反应系统包括晶核生长反应釜4，设在晶核生长反应釜4上端的第一进料管11和第二计量进料系统13，以及将搅拌桨叶伸入至晶核生长反应釜4中的第二搅拌系统12，晶核生长反应釜4下端设有第二排料管阀门5；材料表面修饰及陈化系统包括材料表面修饰及陈化釜7，设在材料表面修饰及陈化釜7上端的第二进料管14和第三计量进料系统16，以及将搅拌桨叶伸入至材料表面修饰及陈化釜7中的第三搅拌系统15，材料表面修饰及陈化釜7下端设有第三排料管阀门8。
其中晶核生长反应釜4的体积为造核反应釜1的2-8倍，材料表面修饰及陈化釜7的体积为晶核生长反应釜4的1-6倍，造核反应釜1与晶核生长反应釜4、晶核生长反应釜4与材料表面修饰及陈化釜7之间连接的管道上分别设有第一排料泵3和第二排料泵6，造核反应釜1与晶核生长反应釜4之间连接的管道一端与第一排料管阀门2连接，另一端与第一进料管11连接，晶核生长反应釜4与材料表面修饰及陈化釜7之间连接的管道一端与第二排料管阀门5连接，另一端与第二进料管14连接。
本实用新型在具体使用时，首先是将配制好的金属离子混合水溶液、氢氧化钠水溶液和氨水溶液以并流的方式通过第一计量进料系统9加入到造核反应釜1中，同时设置好第一搅拌系统10的搅拌功率后搅拌桨叶开始搅拌，当造核反应釜1中的浆液达到造核生产要求时，停止加料，迅速将造核反应釜1中的浆液全部通过开启第一排料阀3注入到晶核生长反应釜4中，开启第二搅拌系统12，当晶核生长反应釜4中的晶核生长到生产要求时，停止加料，将晶核生长反应釜4中的浆料通过开启第二排料阀6注入到材料表面修饰及陈化釜7中，开启第三搅拌系统15，当晶核生长到生产要求时，停止加料，将产物输送至离心机进行过滤、洗涤、干燥，得到产品，上述生产过程中，加料过程均通过第一计量进料系统10、第二计量进料系统13和计量进料系统16进行控制物料的用量，同时上述使用对象包括镍钴锰氢氧化物、镍钴铝氢氧化物、氢氧化钴和氢氧化镍等类球形产品的合成。
Claims (7)
1.一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置，包括依次通过管道串联连接的造核反应系统、晶核生长反应系统和材料表面修饰及陈化系统，其特征在于，所述的造核反应系统包括造核反应釜（1），设在造核反应釜（1）上端的第一计量进料系统（9），以及将搅拌桨叶伸入至造核反应釜（1）中的第一搅拌系统（10），造核反应釜（1）下端设有第一排料管阀门（2）；所述晶核生长反应系统包括晶核生长反应釜（4），设在晶核生长反应釜（4）上端的第一进料管（11）和第二计量进料系统（13），以及将搅拌桨叶伸入至晶核生长反应釜（4）中的第二搅拌系统（12），晶核生长反应釜（4）下端设有第二排料管阀门（5）；所述材料表面修饰及陈化系统包括材料表面修饰及陈化釜（7），设在材料表面修饰及陈化釜（7）上端的第二进料管（14）和第三计量进料系统（16），以及将搅拌桨叶伸入至材料表面修饰及陈化釜（7）中的第三搅拌系统（15），材料表面修饰及陈化釜（7）下端设有第三排料管阀门（8）。
2.如权利要求1所述的一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置，其特征在于，所述的晶核生长反应釜（4）的体积为造核反应釜（1）的2-8倍。
3.如权利要求1所述的一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置，其特征在于，所述的材料表面修饰及陈化釜（7）的体积为晶核生长反应釜（4）的1-6倍。
4.如权利要求1-3任意一项所述的一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置，其特征在于，所述的造核反应釜（1）与晶核生长反应釜（4）、晶核生长反应釜（4）与材料表面修饰及陈化釜（7）之间连接的管道上分别设有第一排料泵（3）和第二排料泵（6）。
5.如权利要求4所述的一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置，其特征在于，所述的造核反应釜（1）与晶核生长反应釜（4）之间连接的管道一端与第一排料管阀门（2）连接，另一端与第一进料管（11）连接。
6.如权利要求4所述的一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置，其特征在于，所述的晶核生长反应釜（4）与材料表面修饰及陈化釜（7）之间连接的管道一端与第二排料管阀门（5）连接，另一端与第二进料管（14）连接。
7.如权利要求6所述的一种用于生产锂离子电池正极前驱体材料的装置，其特征在于，所述的材料表面修饰及陈化釜（7）下端通过第三排料管阀门（8）连接的管道外接离心机。
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|---|---|---|---|---|
| CN114455640A (zh) * | 2022-02-17 | 2022-05-10 | 合肥融捷金属科技有限公司 | 一种宽分布高倍率四氧化三钴制备工艺和设备 |
| CN115106044A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-27 | 金川集团股份有限公司 | 一种连续生产掺铝碳酸钴的装置及方法 |
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