CN212632690U - 一种固含量可控的三元前驱体合成装置 - Google Patents
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Abstract
一种固含量可控的三元前驱体合成装置，包括反应釜、溢流管Ⅰ、中间槽、溢流管Ⅱ、浆料槽、浆料泵、浓缩机、母液泵、母液池。本实用新型在合成三元前驱体时，可通过调节各阀门开度，控制反应釜内固含量，不仅具有通用的提浓作用，而且具备降浓的功能，无需通过降低原料浓度或停运浓缩装置，即可达到降低反应釜内固含量的目的，实现了反应釜内固含量的可控性，保证了生产产能，解决了目前三元前驱体合成反应系统中固含量难以控制的问题，可根据生产所需进行自主控制反应系统中的固含量，避免了固含量过高影响前驱体一次颗粒晶须形貌的问题，同时也避免前驱体颗粒过于密实影响正极材料活性的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种三元前驱体合成装置，特别是适用于一种固含量可控的三元前驱体合成装置。
背景技术
随着电池材料领域发展迅速，其中三元材料由于其循环性好，比容量大，能量密度大等优点，成为应用最广泛的正极材料之一。目前工业上制备三元前驱体的主流方法是共沉淀法，即以镍盐、钴盐、锰盐溶液为原料，氢氧化钠为沉淀剂，氨水为络合剂，三者一同通入反应釜进行反应，调节温度、时间、pH、搅拌速率、固含量等控制产品的形貌、粒度。
前驱体的球形球貌，振实密度，粒径大小，比表面积，元素的化合价态稳定，对于三元材料性能有着重要的影响，而前驱体合成过程中的料浆固含量，影响着前驱体的各项物理性能，也对后续烧结的三元材料性能有着重要的影响。
目前大多三元前驱体生产厂家在合成反应过程中通过反应釜溢流将母液收集至中间槽，再通过浓缩釜进行浓缩，浓缩后的物料再返回反应釜中进行晶体成长。随着进料及反应的进行，釜内固含量逐步升高。并在此高固含量的条件下来生产得到振实密度高的三元前驱体。
然而，当釜内固含量过高时，反而影响一次颗粒晶须的形貌，甚至引起一次颗粒晶须变形，得不到晶须明显的产品。尤其是在生产高镍型前驱体时，由于过高的固含量，导致前驱体颗粒变得较为密实，影响了前驱体与锂源反应的活性以及后续合成正极材料的活性。而在实际生产中，通常采用降低原料浓度、停运浓缩机等手段来降低反应釜内固含量，操作复杂，严重影响了生产效率，导致产能降低。
实用新型内容
本实用新型解决了目前三元前驱体合成反应系统中固含量难以控制的问题，提供了一种固含量可控的三元前驱体合成装置，可根据生产所需进行自主控制反应系统中的固含量，避免了固含量过高影响前驱体一次颗粒晶须形貌的问题，同时也避免前驱体颗粒过于密实影响正极材料活性的问题。
本实用新型采用的技术方案是：一种固含量可控的三元前驱体合成装置，包括反应釜、溢流管Ⅰ、中间槽、溢流管Ⅱ、浆料槽、浆料泵、浓缩机、母液泵、母液池；溢流管Ⅰ一端与反应釜上部相接，另一端与中间槽上部相接；溢流管Ⅱ一端与中间槽上部相接，另一端与浆料槽相接；浆料泵进口通过管道自中间槽伸入至中间槽底部，浆料泵出口与浓缩机相接；浓缩机底部通过管道与反应釜顶部相接，管道上设有阀V3；浓缩机底部还通过管道与浆料槽相接，其管道上设有阀V4；浓缩机底部还通过管道与中间槽相接，其管道上设有阀V5；母液泵进口与浓缩机相接，母液泵出口通过管道与反应釜顶部相接，管道上设有阀V1；母液泵出口还通过管道与母液池相接，管道上设有阀V2。
所述的一种固含量可控的三元前驱体合成装置，其反应釜与溢流管Ⅰ相接的接口的水平高度高于中间槽。
所述的一种固含量可控的三元前驱体合成装置，其中间槽与溢流管Ⅱ相接的接口的水平高度高于浆料槽。
所述的一种固含量可控的三元前驱体合成装置，阀V1、阀V2、阀V3、阀V4、阀V5均为调节阀。
所述的一种固含量可控的三元前驱体合成装置，阀V1、阀V2、阀V3、阀V4、阀V5的开度大小由DCS控制调节。
本实用新型的有益效果：通过采用该固含量可控的三元前驱体合成装置，在合成三元前驱体时，可通过调节各阀门开度，控制反应釜内固含量，不仅具有通用的提浓作用，而且具备降浓的功能，无需通过降低原料浓度或停运浓缩装置，即可达到降低反应釜内固含量的目的，实现了反应釜内固含量的可控性，保证了生产产能，解决了目前三元前驱体合成反应系统中固含量难以控制的问题，可根据生产所需进行自主控制反应系统中的固含量，避免了固含量过高影响前驱体一次颗粒晶须形貌的问题，同时也避免前驱体颗粒过于密实影响正极材料活性的问题。本实用新型可广泛应用于化学反应过程中固含量控制的工艺中，特别是适用于三元前驱体合成过程中固含量控制的工艺。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图1中，1为反应釜，2为母液池，3为母液泵，4为浓缩机，5为浆料泵，6为浆料槽，7为溢流管Ⅱ，8为中间槽，9为溢流管Ⅰ。
具体实施方式
参照附图1，一种固含量可控的三元前驱体合成装置，包括反应釜、溢流管Ⅰ、中间槽、溢流管Ⅱ、浆料槽、浆料泵、浓缩机、母液泵、母液池；溢流管Ⅰ一端与反应釜上部相接，另一端与中间槽上部相接；溢流管Ⅱ一端与中间槽上部相接，另一端与浆料槽相接；浆料泵进口通过管道自中间槽伸入至中间槽底部，浆料泵出口与浓缩机相接；浓缩机底部通过管道与反应釜顶部相接，管道上设有阀V3；浓缩机底部还通过管道与浆料槽相接，其管道上设有阀V4；浓缩机底部还通过管道与中间槽相接，其管道上设有阀V5；母液泵进口与浓缩机相接，母液泵出口通过管道与反应釜顶部相接，管道上设有阀V1；母液泵出口还通过管道与母液池相接，管道上设有阀V2。
另一实施例不同之处在于其反应釜与溢流管Ⅰ相接的接口的水平高度高于中间槽。
另一实施例不同之处在于其中间槽与溢流管Ⅱ相接的接口的水平高度高于浆料槽。
另一实施例不同之处在于，阀V1、阀V2、阀V3、阀V4、阀V5均为调节阀。
另一实施例不同之处在于，阀V1、阀V2、阀V3、阀V4、阀V5的开度大小由DCS控制调节。
本实用新型的原理：
开始投料，反应釜启动搅拌，物料在反应釜内反应合成三元前驱体晶种；继续投料，反应釜内液位升高并通过溢流管Ⅰ进入中间槽，随着投料的进行，中间槽内液位逐步升高；启动浓缩机，浓缩机开始浓缩，通过调节阀V1、阀V2、阀V3、阀V4、阀V5的开度控制去往反应釜的母液和三元前驱体物料，并防止中间槽被抽空的现象；若想提升反应釜内固含量，则开大阀V3、减小阀V1的开度；若想降低反应釜内固含量，则开大阀V1、减小阀V3的开度。整个过程，无需中途卸料或降低原料浓度，即可完成釜内固含量的控制，保证了生产产能的稳定。
Claims (5)
1.一种固含量可控的三元前驱体合成装置，其特征在于：包括反应釜、溢流管Ⅰ、中间槽、溢流管Ⅱ、浆料槽、浆料泵、浓缩机、母液泵、母液池；溢流管Ⅰ一端与反应釜上部相接，另一端与中间槽上部相接；溢流管Ⅱ一端与中间槽上部相接，另一端与浆料槽相接；浆料泵进口通过管道自中间槽伸入至中间槽底部，浆料泵出口与浓缩机相接；浓缩机底部通过管道与反应釜顶部相接，管道上设有阀V3；浓缩机底部还通过管道与浆料槽相接，其管道上设有阀V4；浓缩机底部还通过管道与中间槽相接，其管道上设有阀V5；母液泵进口与浓缩机相接，母液泵出口通过管道与反应釜顶部相接，管道上设有阀V1；母液泵出口还通过管道与母液池相接，管道上设有阀V2。
2.根据权利要求1所述的一种固含量可控的三元前驱体合成装置，其特征在于：反应釜与溢流管Ⅰ相接的接口的水平高度高于中间槽。
3.根据权利要求1所述的一种固含量可控的三元前驱体合成装置，其特征在于：中间槽与溢流管Ⅱ相接的接口的水平高度高于浆料槽。
4.根据权利要求1所述的一种固含量可控的三元前驱体合成装置，其特征在于：阀V1、阀V2、阀V3、阀V4、阀V5均为调节阀。
5.根据权利要求4所述的一种固含量可控的三元前驱体合成装置，其特征在于：阀V1、阀V2、阀V3、阀V4、阀V5的开度大小由DCS控制调节。
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| CN202021164851.7U CN212632690U (zh) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | 一种固含量可控的三元前驱体合成装置 |
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Publications (1)
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| CN (1) | CN212632690U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113346039A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-09-03 | 浙江新时代中能循环科技有限公司 | 一种改善连续生产ncm前驱体材料形貌的方法 |
| CN114259961A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-01 | 贵州大龙汇成新材料有限公司 | 提高锂电池正极材料前驱体产能与调控前驱体粒度分布的系统及方法 |
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2020
- 2020-06-22 CN CN202021164851.7U patent/CN212632690U/zh active Active
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