CN213316529U - 一种全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于正极材料领域，其公开了一种全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，包括依次连通的纯水罐、水洗罐、抽滤单元，还包括用于对水进行冷却的冷水单元，所述水洗罐上设有冷却水夹套，所述冷却水夹套、冷水单元、纯水罐、冷却水夹套构成一水循环系统。该装置将纯化水既可用作水洗水，也可用作冷却水，其无需单独设置冷却水水箱，有效了降低了设备的占地空间，适于实验室小试使用。

Description

一种全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置

技术领域

本实用新型涉及正极材料生产领域，特别是一种全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置。

背景技术

锂离子电池在清洁能源中占有很重要的一席之地，近几年发展迅速，针对全球能源和环境问题提出了一条新的发展道路。其中，中国新能源汽车的飞速发展，带来了动力锂电池的旺盛需求。新能源汽车逐渐深入大众生活之际，人们也更关心新能源汽车的续航能力。随着国内市场对高比能量电芯的需求越来越迫切，开发一种高容量的电池正极材料成为必然的市场竞争趋势，也是各正极材料公司布局的热点。因此，高镍正极材料被认为最有前途的正极材料之一。

然而相对于其他正极材料，高镍正极材料更高的残留锂。而高的残留锂不仅影响了电池材料的加工性能，而且在电池使用过程会出现严重产气的安全隐患。研究表明，水洗是去除残留锂最有效的手段。一般来说，行业上成熟的工艺路线是通过冷纯水在水洗釜里水洗正极材料然后通过离心机或压滤机进行固液分离，得到含7％-10％水分的滤渣再在干燥机干燥得到最终低残留锂的正极材料。市场上也有配套这种工艺的中试或产线设备，如：冷水机、水洗釜、离心机、压滤机。然而，市场上却缺乏这种工艺的5Kg以内的小试设备。目前，高镍正极材料研发人员要完成小试任务，一般的操作步骤为：先在冷水机取冷却纯水置于烧杯中，加入正极材料，用小型的搅拌器进行搅拌，搅拌后用抽滤瓶抽滤。这种处理方式有几方面的缺陷。第一方面的缺陷是控温效果稳定性差，难以控制水洗过程中温度的恒定；第二方面的缺陷是实验人员每步工序都要跟进，难免出现某个环节出错及需要花费较多的时间去跟进，使得实验效率降低；第三方面的缺陷是实验过程中湿物料暴露在空气中的时间较长，湿物料容易和空气中的二氧化碳反应使得材料外层出现锂镍混排致材料性能呈现不同程度的下降。

所以，本技术方案所要解决的首要问题是：如何在控制设备数量体积的前提下，实现水洗温度的平稳控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，该装置将纯化水既可用作水洗水，也可用作冷却水，其无需单独设置冷却水水箱，有效了降低了设备的占地空间，适于实验室小试使用。

本实用新型提供的技术方案为：一种全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，包括依次连通的纯水罐、水洗罐、抽滤单元，还包括用于对水进行冷却的冷水单元，所述水洗罐上设有冷却水夹套，所述冷却水夹套、冷水单元、纯水罐、冷却水夹套构成一水循环系统。

在上述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置中，所述纯水罐和水洗罐之间通过进液管连通，所述进液管上设有机泵，所述进液管还与冷却水夹套连通，所述进液管通过一三通阀连接至冷却水夹套、水洗罐。

在上述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置中，所述纯水罐和水洗罐内均设有温度传感器。

在上述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置中，所述纯水罐和水洗罐最外层均设有保温层。

在上述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置中，所述纯水罐和水洗罐上均设有液位计。

在上述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置中，所述水洗罐内设有搅拌单元。

在上述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置中，所述水洗罐的罐口设有密封盖。

在上述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置中，所述抽滤单元包括抽滤漏斗、设置在抽滤漏斗内的漏斗滤面、与抽滤漏斗底部连通的抽滤泵；所述水洗罐的底部通过排液管连接至抽滤漏斗内漏斗滤面的上方。

在上述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置中，还包括控制器，所述三通阀为电磁三通阀，所述液位计为电子液位计；所述三通阀、温度传感器、液位计、搅拌单元、抽滤泵均电连接至控制器。

本实用新型在采用上述技术方案后，其具有的有益效果为：

本方案将纯化水既可用作水洗水，也可用作冷却水，其无需单独设置冷却水水箱，有效了降低了设备的占地空间，适于实验室小试使用，具体来说，纯水罐可注入水洗罐中，也可以导入冷却水夹套中对水洗罐的温度进行控制，并在冷却水洗罐后通过冷水单元进行冷却后回流到纯水罐中，本实施例只需要一个纯水罐即可达到冷却、与正极材料混合的目的。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本实用新型的任何限制。

实施例1：

如图1所示，一种全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，包括依次连通的纯水罐1、水洗罐2、抽滤单元3，还包括用于对水进行冷却的冷水单元4，所述水洗罐2上设有冷却水夹套21，所述冷却水夹套21、冷水单元4、纯水罐1、冷却水夹套21构成一水循环系统。

在原料准备过程中，将正极材料加入水洗罐2中，将纯水罐1中的水注入水洗罐2，然后关闭纯水罐1和水洗罐2之间的连接，将纯水罐1和冷却水夹套21之间的水循环回路导通，水洗罐2对正极材料进行水洗，冷却水夹套21对水洗夹套进行吸收，控制水洗罐2的水洗温度。加热后的水经过冷水单元4处理后回流至纯水罐1。

优选地，所述纯水罐1和水洗罐2之间通过进液管11连通，所述进液管11上设有机泵 12，所述进液管11还与冷却水夹套21连通，所述进液管11通过一三通阀13连接至冷却水夹套21、水洗罐2。通过三通阀13就可以实现纯水罐1至水洗罐2、冷却水夹套21之间的连通。

优选地，所述纯水罐1和水洗罐2内均设有温度传感器14，所述纯水罐1和水洗罐2最外层均设有保温层15，所述纯水罐1和水洗罐2上均设有液位计16，所述水洗罐2内设有搅拌单元22。搅拌单元22包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶，搅拌轴从水洗罐2的底部延伸到水洗罐2中，搅拌电机带动搅拌轴驱动搅拌叶转动对液体进行搅拌。

优选地，所述纯水罐1的罐口和水洗罐2的罐口设有密封盖，以降低空气和正极材料的接触时间。

优选地，所述抽滤单元3包括抽滤漏斗31、设置在抽滤漏斗31内的漏斗滤面、与抽滤漏斗31底部连通的抽滤泵32；漏斗滤面上应铺设滤纸，所述水洗罐2的底部通过排液管33连接至抽滤漏斗31内漏斗滤面的上方。

为了进一步提高本方案的自动化，还包括控制器，所述三通阀13为电磁三通阀13，所述液位计16为电子液位计16；所述三通阀13、温度传感器14、液位计16、搅拌单元22、抽滤泵32、机泵12均电连接至控制器。通过控制器编程可控制三通阀13动作，采集温度数据、液位数据，根据温度数据可进一步改变机泵12的功率，控制搅拌速度，同时可实现抽滤自动化。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，包括依次连通的纯水罐、水洗罐、抽滤单元，其特征在于，还包括用于对水进行冷却的冷水单元，所述水洗罐上设有冷却水夹套，所述冷却水夹套、冷水单元、纯水罐、冷却水夹套构成一水循环系统。

2.根据权利要求1所述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，其特征在于，所述纯水罐和水洗罐之间通过进液管连通，所述进液管上设有机泵，所述进液管还与冷却水夹套连通，所述进液管通过一三通阀连接至冷却水夹套、水洗罐。

3.根据权利要求2所述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，其特征在于，所述纯水罐和水洗罐内均设有温度传感器。

4.根据权利要求1所述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，其特征在于，所述纯水罐和水洗罐最外层均设有保温层。

5.根据权利要求3所述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，其特征在于，所述纯水罐和水洗罐上均设有液位计。

6.根据权利要求5所述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，其特征在于，所述水洗罐内设有搅拌单元。

7.根据权利要求1所述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，其特征在于，所述水洗罐的罐口设有密封盖。

8.根据权利要求6所述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，其特征在于，所述抽滤单元包括抽滤漏斗、设置在抽滤漏斗内的漏斗滤面、与抽滤漏斗底部连通的抽滤泵；所述水洗罐的底部通过排液管连接至抽滤漏斗内漏斗滤面的上方。

9.根据权利要求8所述的全自动的实验室用高镍正极材料水洗去残留锂装置，其特征在于，还包括控制器，所述三通阀为电磁三通阀，所述液位计为电子液位计；所述三通阀、温度传感器、液位计、搅拌单元、抽滤泵均电连接至控制器。

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