CN211957790U

CN211957790U - 一种流化床喷雾包覆设备

Info

Publication number: CN211957790U
Application number: CN202020655122.5U
Authority: CN
Inventors: 林艳; 王皓逸; 崔焱; 张英杰; 宁培超; 张义永; 孟奇; 段建国; 徐明丽
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2020-04-26
Filing date: 2020-04-26
Publication date: 2020-11-17
Anticipated expiration: 2030-04-26

Abstract

本实用新型公开了一种流化床喷雾包覆设备，该设备包括：固定底座，固定底座上设置有混料装置，混料装置用于将包覆晶核用的料液或料浆混合均匀；喷雾包覆装置，喷雾包覆装置具有喷雾包覆室，并设置在固定底座上方、与混料装置连接，用于将混料装置混合均匀的料液或料浆送入至喷雾包覆室内，并对送入至喷雾包覆室内的晶核进行包覆及干燥；井状进风筛选装置，井状进风筛选装置与喷雾包覆装置连接，用于将喷雾包覆室分隔成流化床包覆区和固料收集区，并将送入至喷雾包覆室内的所述晶核悬浮于流化床包覆区以形成流化床。本实用新型可获得粒径均一、包覆层均匀的实心梯度正极材料包覆颗粒，以达到满足电池正极材料对成品球型度、粒径分布和振实密度的要求。

Description

一种流化床喷雾包覆设备

技术领域

本实用新型涉及冶金与新能源材料制备技术领域，尤其涉及的是一种流化床喷雾包覆设备。

背景技术

粉末冶金制品常远远超出材料和冶金的范畴，往往是跨多学科的技术。喷雾干燥机为连续式常压干燥器的一种，喷雾干燥是一个把原料液用特殊设备将液料喷成雾状，以热空气或者别的气体和雾滴直接接触的办法来获取粉粒形状产品的干燥过程。喷雾干燥具有速度快的优势，其干燥完成只需数秒钟，适宜于热敏性物料干燥，并主要用于干燥有些热敏性的液体、悬浮液和粘滞液体，如药物及材料等。由于干燥过程是在瞬间完成的，生成的成品颗粒基本上能保持液滴近似的球状，产品具有良好的分散性、流动性和溶解性，且生产过程简化、操作控制方便。但是，传统的喷雾干燥设备生成的产品常有粉状、颗粒状、空心球或团粒状,生成物容易团聚，不能对成品颗粒形状、大小分布、残留水分含量、堆积密度等实现准确的把控，导致在材料包覆的工作过程中容易产生包覆不均匀及破碎空心球等多种问题，不能满足电池正极材料对成品球型度、粒径分布和振实密度的要求。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种流化床喷雾包覆设备，以解决传统的喷雾干燥设备在材料包覆的工作过程中容易产生包覆不均匀及破碎空心球的问题，以满足电池正极材料对成品球型度、粒径分布和振实密度的要求。

本实用新型的技术方案如下：

一种流化床喷雾包覆设备，该设备包括：

固定底座，所述固定底座上设置有混料装置，所述混料装置用于将包覆晶核用的料液或料浆混合均匀；

喷雾包覆装置，所述喷雾包覆装置具有喷雾包覆室，并设置在所述固定底座上方、与所述混料装置连接，用于将所述混料装置混合均匀的料液或料浆送入至所述喷雾包覆室内，并对送入至喷雾包覆室内的晶核进行包覆及干燥；以及

井状进风筛选装置，所述井状进风筛选装置与所述喷雾包覆装置连接，用于将所述喷雾包覆室分隔成流化床包覆区和固料收集区，并将送入至喷雾包覆室内的所述晶核悬浮于所述流化床包覆区，以形成流化床。

本实用新型的进一步设置，该设备还包括固料收集装置，所述固料收集装置设置在所述喷雾包覆装置底部，用于收集经所述喷雾包覆装置包覆及干燥后的晶核。

本实用新型的进一步设置，所述喷雾包覆装置包括：

若干固定柱，所述固定柱设置在所述固定底座上；

喷雾包覆塔，所述喷雾包覆塔设置在所述固定柱上；其中所述喷雾包覆塔中空设置以形成所述喷雾包覆室；所述喷雾包覆塔顶部和底部均设置有排气孔，所述排气孔延伸至所述喷雾包覆室内；

超细雾化器，所述超细雾化器设置在所述喷雾包覆塔顶部；所述超细雾化器设置有进液口和第一出液管，所述第一出液管与所述进液口连接，所述进液口垂直于所述喷雾包覆塔设置并延伸至所述流化床包覆区；

热泵系统组件，所述热泵系统组件上设置有第一进液管，所述第一进液管两端分别连接所述混料装置和所述热泵系统组件，所述第一出液管两端分别连接所述进液口和所述热泵系统组件，用于将经过混料装置混合均匀的料液或料浆送入所述进液口。

本实用新型的进一步设置，所述喷雾包覆塔包括：

壳体，所述热泵系统组件设置在所述壳体上；

内箱体和外箱体，所述外箱体与所述内箱体间隔设置并与所述内箱体之间形成空腔，所述壳体设置在所述外箱体上；

电热丝，所述电热丝设置在所述空腔中，并与所述热泵系统组件电连接；以及

隔热层，所述隔热层由隔热材料制成，所述隔热材料填充于所述外箱体与所述电热丝之间。

本实用新型的进一步设置，所述井状进风筛选装置包括：

井状进风筛选组件，井状进风筛选组件设置在所述喷雾包覆室内并将所述喷雾包覆室分隔成流化床包覆区和固料收集区；

驱动组件，所述驱动组件设置在所述井状进风筛选组件下方，用于驱动所述井状进风筛选组件在所述喷雾包覆室内升降；

鼓风机，所述鼓风机设置在所述固定底座上并与所述井状进风筛选组件连接，并位于所述喷雾包覆装置下方，用于为所述井状进风筛选组件提供气源以将所述晶核形成流化床悬浮在所述喷雾包覆室内。

本实用新型的进一步设置，所述井状进风筛选组件包括：

进风筛板，所述进风筛板通过风管与所述鼓风机连接；

网格型进风通道，所述网格型进风通道呈网格状并设置在所述进风筛板上；

进风口，所述进风口设置在所述网格型进风通道的交叉处；

过滤网，所述过滤网与所述进风筛板连接并位于所述网格型进风通道底部；以及

清洗刷，所述清洗刷设置在所述进风筛板侧面并与所述喷雾包覆室内的内壁抵接。

本实用新型的进一步设置，所述井状进风筛选组件还包括风帽，所述风帽设置在所述进风口上，且所述风帽与所述进风口可拆卸连接；所述风帽上设置有若干进风孔，所述进风孔的进风方向朝下并与水平面形成一夹角；其中，所述夹角的大小为30-50°。

本实用新型的进一步设置，所述流化床包覆区的侧壁上对称设置有晶核进料口，所述晶核进料口贯穿所述壳体、所述外箱体和所述内箱体。

本实用新型的进一步设置，所述驱动组件包括伸缩杆以及设置在所述伸缩杆上的驱动电机，所述伸缩杆设置在所述喷雾包覆塔内部底端，并与所述网格型进风通道连接。

本实用新型的进一步设置，所述固料收集装置与所述固料收集区之间设置有第一阀门，所述固料收集装置与外部之间连接有第二阀门。

本实用新型所提供的一种流化床喷雾包覆设备，该设备包括：固定底座，所述固定底座上设置有混料装置，所述混料装置用于将包覆晶核用的料液或料浆混合均匀；喷雾包覆装置，所述喷雾包覆装置具有喷雾包覆室，并设置在所述固定底座上方、与所述混料装置连接，用于将所述混料装置混合均匀的料液或料浆送入至所述喷雾包覆室内，并对送入至喷雾包覆室内的晶核进行包覆及干燥；以及井状进风筛选装置，所述井状进风筛选装置与所述喷雾包覆装置连接，用于将所述喷雾包覆室分隔成流化床包覆区和固料收集区，并将送入至喷雾包覆室内的所述晶核悬浮于所述流化床包覆区，以形成流化床。本实用新型可获得粒径均一、包覆层均匀的实心梯度正极材料包覆颗粒，以达到满足电池正极材料对成品球型度、粒径分布和振实密度的要求。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型中流化床喷雾包覆设备的整体结构示意图。

图2是本实用新型中井状进风筛选组件的局部结构示意图。

图3是本实用新型中井状进风筛选组件另一角度的局部结构示意图。

图4是本实用新型中风帽的俯视图。

图5是本实用新型中风帽的侧视图。

图6是本实用新型中风帽另一角度的侧视图。

附图中各标记：1、固定底座；2、混料装置；3、喷雾包覆装置；31、固定柱；32、喷雾包覆塔；321、壳体；322、内箱体；323、外箱体；324、电热丝；325、隔热层；326、晶核进料口；327、排气孔；33、超细雾化器；331、第一出液管；34、热泵系统组件；341、第一进液管；4、井状进风筛选装置；41、井状进风筛选组件；411、进风筛板；412、网格型进风通道；413、进风口；414、过滤网；415、清洗刷；416、风帽；4161、风帽本体；4162、进风孔；42、驱动组件；421、伸缩杆；422、驱动电机；43、鼓风机；431、风管；5、固料收集装置；51、第一阀门；52、第二阀门。

具体实施方式

本实用新型提供一种的流化床喷雾包覆设备，可用于锂电池正极材料制备和再生。本实用新型基于流化床技术和喷雾干燥原理，将流化床技术与喷雾干燥技术相结合，实现了正极材料的均匀包覆和快速干燥，可实现梯度正极材料的低成本制备。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”与“所述”可泛指单一个或复数个。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

为更好的理解本实用新型，首先对正极材料进行解释说明：正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一，也是目前商业化锂离子电池中主要的锂离子来源，其性能和价格对锂离子电池的影响较大。目前研制成功并得到应用的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)等。其中三元正极材料根据各金属的摩尔分数比又可分为111，523，622，811等不同牌号。随着镍含量提高，三元正极材料比容量逐渐升高，但循环性能和安全性能也相应恶化，表面包覆可以有效抑制高镍材料与电解液的副反应，提升材料循环稳定性。包覆层过薄，材料性能改善不明显；包覆层过厚，材料比容量损失较多，循环多次后，造成膜的脱落。如果包覆同结构的正极材料，覆层厚度较大且完整包覆在颗粒外部形成核壳型结构则有可能抑制上述缺陷。核壳结构三元正极材料通常由高比容量的内核与高稳定性的外壳组成，内核和外壳均具有电化学活性，兼具了比容量高与循环稳定性好等优点。

本实用新型耦合晶种流化床技术和喷雾干燥原理，可通过控制晶种和喷雾干燥料液的不同成分配比实现不同材料之间的相互包覆，比如晶种采用811牌号的三元正极材料，喷雾干燥料液采用111的镍、钴、锰配比，就可实现811-111梯度正极材料的制备。

请同时参阅图1至图6，本实用新型提供了一种流化床喷雾包覆设备的较佳实施例。

如图1所示，本实用新型所提供的一种流化床喷雾包覆设备，该设备包括固定底座1、混料装置2、喷雾包覆装置3、井状进风筛选装置4以及固料收集装置5。具体地，所述混料装置2安装在所述固定底座1上并位于所述喷雾包覆装置3一侧，所述混料装置2可选用超声波混料或者强制搅拌混料，通过所述混料装置2能够将包覆晶核用的料液或料浆混合均匀。所述喷雾包覆装置3设置在所述固定底座1上方并与所述混料装置2连接，其中所述喷雾包覆装置3具有喷雾包覆室，所述喷雾包覆装置3能够将所述混料装置2混合均匀的料液或料浆送入至所述喷雾包覆室内，并对送入至喷雾包覆室内的晶核进行包覆及干燥。所述井状进风筛选装置4与所述喷雾包覆装置3连接，并部分位于所述喷雾包覆室内，能够将所述喷雾包覆室分隔成流化床包覆区和固料收集区，并将送入至喷雾包覆室内的所述晶核悬浮于所述流化床包覆区，以形成流化床。所述固料收集装置5设置在所述喷雾包覆装置3底部，在一些实施例中，所述固料收集装置5可以是物料收集罐，用于收集经所述喷雾包覆装置3包覆及干燥后的晶核。

本实用新型通过将流化床技术和喷雾干燥技术结合，即通过所述井状进风筛选装置4使所述晶核形成均匀化的流化床层，其后经过所述喷雾包覆装置3的包覆和快速干燥，可实现正极材料成品颗粒形状、大小分布、残留水分含量、堆积密度等的准确把控，以获得粒径均一、包覆层均匀的实心梯度正极材料包覆颗粒，从而达到满足电池正极材料对成品球型度、粒径分布和振实密度的要求，进而实现了梯度正极材料的制备。需要说明的是，流化床对不同粒径颗粒具有选择性筛分作用：即悬浮物料颗粒超过流化床临界尺寸，将向下沉降，而颗粒粒径太小时，则随气流从流化床层吹跑，从而实现产品的粒径控制。

本设备用于锂离子电池正极材料制备时，采用Q作为流化床晶种，其中。Q组成可以是钴酸锂、锰酸锂、LiNi_1-x-yCoxMnyO₂(0<x+y≦0.66)、LiNi_1-a-bCoaAlbO₂(0<a+b≦0.2)等锂离子正极材料中的任一种，也可以是Ni_1-x-yCoxMny(OH)₂(0<x+y≦0.66)、Ni_1-a-bCoaMnb(OH)₂(0<a+b≦0.2)等正极材料复合前驱体中的任一种。喷雾包覆装置3所使用的料液或料浆，可以是按目标包覆层组分的摩尔比混合后的Ni、Co、Mn或Ni、Co、Al盐溶液，也可以是三元复合前驱体、可溶性金属锂化合物、稀土化合物中的一种或多种组成的料液或浆料。本设备用于废旧锂离子电池正极材料再生时，先将废旧电池拆解后得到的正极材料，采用盐溶液、有机酸或无机酸预浸出除去表面增厚的固体电解质界面膜(Solid Electrolyte Interface，SEI)或者表面污染层，然后将上述经过预浸出的正极材料颗粒作为流化床晶种。将上述预浸出后溶解了废旧正极材料表面SEI膜或者表面层的浸出液，经过净化、并按照目标包覆层组分摩尔比进行配料，配料后的浸出液作为喷雾包覆装置3所加入的料液或料浆。请继续参阅图1，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述喷雾包覆装置3包括若干固定柱31、喷雾包覆塔32、超细雾化器33以及热泵系统组件34。具体地，所述固定柱31设置在所述固定底座1上，在一些实施方式中，所述固定柱31设置有两个，并间隔固定在所述固定底座1上，所述喷雾包覆塔32设置在所述固定柱31上，以使所述喷雾包覆塔32与所述固定底座1具有一定间距。

请继续参阅图1，更进一步地，所述喷雾包覆塔32中空设置以形成所述喷雾包覆室，所述超细雾化器33设置在所述喷雾包覆塔32顶部，其中，所述超细雾化器33设置有进液口(图中未标出)和第一出液管331，所述第一出液管331与所述进液口连接，所述进液口垂直于所述喷雾包覆塔32设置并延伸至所述流化床包覆区，所述热泵系统组件34上设置有第一进液管341，所述第一进液管341两端分别连接所述混料装置2和所述热泵系统组件34，所述第一出液管331两端分别连接所述进液口和所述热泵系统组件34。更具体地，所述热泵系统组件34包括温度控制器和热泵等部件，所述第一出液管331连接所述热泵和所述进液口，所述第一进液管341连接所述热泵和所述混料装置2。本实用新型通过所述热泵系统组件34能够将经过混料装置2混合均匀的料液或料浆送入所述进液口，其后混合均匀的料液或料浆经过所述超细雾化器33雾化后进入喷雾包覆室内(干燥室)，以对喷雾包覆室内的形成流化床的晶核进行包裹及干燥。更进一步地，所述喷雾包覆塔32的顶部和底部均设置有排气孔327，所述排气孔327延伸至所述喷雾包覆室内，以防止喷雾包覆室内的气压过大。

请继续参阅图1，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述喷雾包覆塔32包括壳体321、内箱体322、外箱体323、电热丝324以及隔热层325。具体地，所述热泵系统组件34设置在所述壳体321上，所述外箱体323与所述内箱体322形成一双层结构，也即，所述外箱体323与所述内箱体322间隔设置并与所述内箱体322之间形成空腔，所述壳体321设置在所述外箱体323上，所述电热丝324设置在所述空腔中，并与所述热泵系统组件34的温度控制器电连接。更进一步地，所述隔热层325由隔热材料制成，所述隔热材料填充于所述外箱体323与所述电热丝324之间，具有保温效果，因而所述热泵系统组件34能够调节所述电热丝324的温度，使得超细雾化器33在喷雾包覆时，能够实现不同的温度设置要求。

请参阅图1、图2与图3，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述井状进风筛选装置4包括井状进风筛选组件41、驱动组件42以及鼓风机43。具体地，所述井状进风筛选组件41设置在所述喷雾包覆室内并将所述喷雾包覆室分隔成流化床包覆区和固料收集区，所述驱动组件42垂直设置在所述井状进风筛选组件41下方，用于驱动所述井状进风筛选组件41在所述喷雾包覆室内升降，所述鼓风机43设置在所述固定底座1上并与所述井状进风筛选组件41连接，并位于所述喷雾包覆装置3下方，用于为所述井状进风筛选组件41提供气源以将所述晶核形成流化床悬浮在所述喷雾包覆室内。更进一步地，所述流化床包覆区的侧壁上对称设置有晶核进料口326，所述晶核进料口326贯穿所述壳体321、所述外箱体323和所述内箱体322。

具体地，所述井状进风筛选组件41通过风管431与所述鼓风机43连接，其中所述井状进风筛选组件41采用底部进风的方式与所述鼓风机43相连，另外，所述晶核进料口326具有单独的气源，在该气源的驱动下，晶核可通过晶核进料口326进入至喷雾包覆室内。在一些实施例中，所述流化床包覆区的侧壁上对称设置有一对晶核进料口326，可以理解的是，还可以根据实际需要，在所述流化床包覆区的侧壁上对称设置两对晶核进料口326，或者多对晶核进料口326。本实用新型能够通过鼓风气流(单独的气源)将晶核从晶核进料口326送入喷雾包覆室内，同时在鼓风机43的作用下，所述井状进风筛选组件41底部进风将进入喷雾包覆室内的晶核形成流化床，其后经超细雾化器33的包覆和干燥之后，即可获得粒径均一、包覆层均匀的实心梯度正极材料包覆颗粒。需要说明的是，考虑喷雾干燥反应迅速，液流(料液)从进液口喷淋入流化床层的反应区厚度有限，井状进风筛选组件41设计为可升降式，可通过调节井状进风筛选组件41的升降速度和升降的位置高度，并控制不同尺寸、类型的晶核与料液的接触时间和接触面积，从而能够调节晶核表面包覆层的厚度和均一性。

请同时参阅图1至图6，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述井状进风筛选组件41包括进风筛板411、网格型进风通道412、进风口413、过滤网414以及清洗刷415。具体地，所述进风筛板411通过风管431与所述鼓风机43连接，所述网格型进风通道412呈网格状并设置在所述进风筛板411上，所述进风口413设置在所述网格型进风通道412的交叉处，所述过滤网414与所述进风筛板411连接并位于所述网格型进风通道412底部，所述清洗刷415设置在所述进风筛板411侧面并与所述喷雾包覆室内的内壁抵接，其中，所述清洗刷415与所述进风筛板411可拆卸连接。更进一步地，所述井状进风筛选组件41还包括风帽416，所述风帽416设置在所述进风口413上，所述风帽416包括风帽本体4161及设置在所述风帽本体4161上的若干进风孔4162，所述进风孔4162的进风方向朝下并与水平面形成一夹角α。其中，所述夹角α的大小为30-50°，在一种实现方式中，所述夹角α可以设置为45°。更具体地，所述风帽416与所述进风口413可拆卸连接，例如，所述风帽416可以套设在所述进风口413上，或者，所述风帽416可以与所述进风口413螺纹连接。

当鼓风机43启动时，鼓风气流从进风筛板411进入网格型进风通道412，其后经过进风口413再从风帽416的进风孔4162流出，其中所述进风孔4162为内径均匀的进风孔4162，可以通过调节进风孔4162在风帽416上的位置、进风孔4162的大小、开口角度以及通过调节进风气流的大小，以够保证从晶核进料口326喷入的晶核漂浮于喷雾包覆室内，并形成流化床，从而实现不同尺寸、密度的晶核都可在本设备中形成流化床。当形成流化床的晶核在超细雾化器33的包覆干燥之后，并当包覆长大的晶核(正极材料)密度超过所设置的流化床的平均密度时，晶核会向下沉降，并穿过所述过滤网414进入到下方的固料收集装置5中。本实用新型通过这种逆流式结构设计，可以使包覆液和晶核混合均匀，以实现正极材料包覆干燥过程的粒径均匀化控制。需要说明的是，为保证晶核处于流化床状态，可根据实际中正极材料制备或再生过程采用的晶核的大小及物性参数来选用风帽416的进风孔4162个数、孔径和开口角度。

请参阅图1，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述驱动组件42包括伸缩杆421以及设置在所述伸缩杆421上的驱动电机422，所述伸缩杆421设置在所述喷雾包覆塔32内部底端，并与所述网格型进风通道412连接。具体地，所述伸缩杆421固定于所述喷雾包覆塔32内部的底端，并与所述网格型进风通道412相连，起到支撑运转井状进风筛板组件411的作用，可实现井状进风筛板组件411的升降控制，以形成最佳流化床喷雾包覆区，具体地，所述伸缩杆421固定在所述网格型进风通道412的正中间位置。另外，因所述进风筛板411的边缘处安装有清洗刷415，那么驱动组件42在驱动所述进风筛板411升降的过程中能够同时带动所述清洗刷415上下运动，从而能够在进风筛板411升降的过程中清扫粘在所述喷雾包覆室(干燥室)内壁的颗粒。在一种实现方式中，所述鼓风机43的风管431可以与所述伸缩杆421连接，通过该伸缩杆421将鼓风气流传递至所述网格型进风通道412中。

请继续参阅图1，在一个实施例的进一步地实施方式中，所述固料收集装置5与所述固料收集区之间设置有第一阀门51，所述固料收集装置5与外部之间连接有第二阀门52。具体地，当进行喷雾干燥时，固料收集装置5与外部连接的第二阀门52关闭，且与固料收集区连接的第一阀门51打开。当出料时(当包覆长大的正极材料密度超过所设置的流化床层平均密度时)，固料收集装置5与外部连接的第二阀门52关闭，与固料收集区连接的第一阀门51打开，这样能保证喷雾包覆区内的压力稳定，可实现连续的正极材料产品出料。

具体实施时，即当所述喷雾包覆设备工作时，首先通过菜单式控制面板启动，混料装置2将包覆用的料液或料浆混合均匀，经过热泵将混合均匀的料液或料浆送入超细雾化器33的进液口，并经超细雾化器33雾化到干燥室内部。另外，侧壁的晶核进料口326通过鼓风气流将晶核送入喷雾包覆室内，与此同时与底部的网格型进风通道412相连的鼓风机43启动，往上向底部的网格型进风通道412鼓入均匀的气流，气流通过风帽416使晶核形成流化床悬浮在喷雾包覆塔32内，伸缩杆421(电机驱动式伸缩杆421)启动并上移，形成最佳流化床喷雾包覆区，并对晶核进行包覆干燥，经包覆长大的正极材料颗粒，当尺寸超过流化床层平均密度对应的临界尺寸时，将向下沉降，经过井状进风筛板411上的过滤网414进入固料收集装置5，从而实现正极材料的包覆均匀和快速干燥的目的。

综上所述，本实用新型所述提供的一种流化床喷雾包覆设备，该设备包括：固定底座，所述固定底座上设置有混料装置，所述混料装置用于将包覆晶核用的料液或料浆混合均匀；喷雾包覆装置，所述喷雾包覆装置具有喷雾包覆室，并设置在所述固定底座上方、与所述混料装置连接，用于将所述混料装置混合均匀的料液或料浆送入至所述喷雾包覆室内，并对送入至喷雾包覆室内的晶核进行包覆及干燥；以及井状进风筛选装置，所述井状进风筛选装置与所述喷雾包覆装置连接，用于将所述喷雾包覆室分隔成流化床包覆区和固料收集区，并将送入至喷雾包覆室内的所述晶核悬浮于所述流化床包覆区，以形成流化床。本实用新型具有成本低、精准可控的优点，并能实现自动化控制，节省人工操作。另外，本实用新型通过逆流式结构设计可以使包覆液和晶核混合均匀，并结合晶种流化床技术，可生成实心、包覆层均匀的梯度球型颗粒。因此，利用本设备可实现正极材料成品颗粒形状、大小分布、残留水分含量、堆积密度等的准确把控，可获得粒径均一、包覆层均匀的实心梯度正极材料包覆颗粒，以达到满足电池正极材料对成品球型度、粒径分布和振实密度的要求，从而实现了梯度正极材料的制备。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种流化床喷雾包覆设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的流化床喷雾包覆设备，其特征在于，还包括固料收集装置，所述固料收集装置设置在所述喷雾包覆装置底部，用于收集经所述喷雾包覆装置包覆及干燥后的晶核。

3.根据权利要求1所述的流化床喷雾包覆设备，其特征在于，所述喷雾包覆装置包括：

若干固定柱，所述固定柱设置在所述固定底座上；

喷雾包覆塔，所述喷雾包覆塔设置在所述固定柱上；其中，所述喷雾包覆塔中空设置以形成所述喷雾包覆室；所述喷雾包覆塔顶部和底部均设置有排气孔，所述排气孔延伸至所述喷雾包覆室内；

4.根据权利要求3所述的流化床喷雾包覆设备，其特征在于，所述喷雾包覆塔包括：

壳体，所述热泵系统组件设置在所述壳体上；

内箱体和外箱体，所述外箱体与所述内箱体间隔设置并与所述内箱体之间形成空腔；所述壳体设置在所述外箱体上；

5.根据权利要求4所述的流化床喷雾包覆设备，其特征在于，所述井状进风筛选装置包括：

鼓风机，所述鼓风机设置在所述固定底座上、与所述井状进风筛选组件连接，并位于所述喷雾包覆装置下方，用于为所述井状进风筛选组件提供气源以将所述晶核形成流化床悬浮在所述喷雾包覆室内。

6.根据权利要求5所述的流化床喷雾包覆设备，其特征在于，所述井状进风筛选组件包括：

进风筛板；

网格型进风通道，所述网格型进风通道呈网格状并设置在所述进风筛板上；所述网格型进风通道通过风管与所述鼓风机连接；

进风口，所述进风口设置在所述网格型进风通道的交叉处；

7.根据权利要求6所述的流化床喷雾包覆设备，其特征在于，所述井状进风筛选组件还包括风帽，所述风帽设置在所述进风口上，且所述风帽与所述进风口可拆卸连接；所述风帽包括风帽本体及设置在所述风帽本体上的若干进风孔，所述进风孔的进风方向朝下并与水平面形成一夹角；其中，所述夹角的大小为30-50°。

8.根据权利要求5所述的流化床喷雾包覆设备，其特征在于，所述流化床包覆区的侧壁上对称设置有晶核进料口，所述晶核进料口贯穿所述壳体、所述外箱体和所述内箱体。

9.根据权利要求6所述的流化床喷雾包覆设备，其特征在于，所述驱动组件包括伸缩杆以及设置在所述伸缩杆上的驱动电机，所述伸缩杆设置在所述喷雾包覆塔内部底端，并与所述网格型进风通道连接。

10.根据权利要求2所述的流化床喷雾包覆设备，其特征在于，所述固料收集装置与所述固料收集区之间设置有第一阀门，所述固料收集装置与外部之间连接有第二阀门。