CN218250196U - 一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池正极材料技术领域，特别涉及一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置，以解决目前技术中三元前驱体材料在外置设备提浓过程中，由于设备占用空间和前驱体材料在提浓设备内外造成物料粒度差异而影响产品一致性的问题。该装置包括釜体，釜体的底部设有出料口，釜体内设有搅拌轴，搅拌轴上设有多层搅拌桨叶，釜体内部设置有导流筒，导流筒外表面均布有膜管，膜管的表面布置有细孔，且其上端出口封闭，下端出口连接清液管，通过外置离心泵将渗入膜管的液体抽出。本实用新型实现了三元前驱体材料的制备、提浓一体化，节约了工作空间，有效提高了物料的固化率和产能，保证了物料制备过程中产品的一致性，具有良好的社会经济效益。

Description

一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池正极材料技术领域，具体涉及一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置。

背景技术

三元前驱体材料的制备方法有很多，工业上一般采用共沉淀法，即将过滤除杂后的盐溶液、碱溶液和络合剂以一定的流量加入制备装置中，在相应的反应条件下进行反应，生成三元前驱体晶核并逐渐长大。为了提升产能，三元前驱体厂家一般借助提浓设备来提高反应体系中的固含量，进而提升产能。

目前，生产三元前驱体材料的厂家多数采用外置提浓设备，通过把反应釜溢出的物料进行收集、提浓后再返回到反应釜。而外置提浓设备经常占用一定的空间，不利于提高空间利用率。此外，由于外置提浓设备中的物料粒度与反应釜中的物料粒度存在差异，导致产品的一致性下降。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决目前技术中三元前驱体材料在外置设备提浓过程中，由于设备占用空间和前驱体材料在提浓设备内外造成物料粒度差异而影响产品一致性的问题，提供了一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置,包括釜体，釜体底部设有出料口，釜体设有搅拌轴，所述搅拌轴上设有多层搅拌桨叶，釜体内部设置有导流筒，导流筒外表面均布有膜管，膜管的表面布置有细孔，膜管的上端出口封闭，膜管的下端出口连接有清液管，清液管连接有离心泵，且离心泵位于釜体外侧。

进一步地，所述导流筒的两端均与釜体之间设有间隙。

进一步地，所述釜体顶部连接有络合剂进料管、金属液进料管、进气管道以及碱液进料管。

进一步地，釜体的外壁上绕制有循环传热夹套，循环传热夹套采用现有技术，其中流通热媒（如水、水蒸气、导热油、液氮等）。

进一步地，釜体的内壁上设有挡板。

进一步地，釜体内壁上固定有传热盘管，传热盘管的管道呈螺旋状层叠排布，且传热盘管设置有热媒入口和热媒出口。

进一步地，热媒入口和热媒出口均位于釜体的外侧。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型中，在导流筒外表面均匀固定多根膜管，并将膜管上端出口封闭，下端出口同时连接在在一根圆弧状的清液管上，该清液管通过釜体的底部与一外接可变频的离心泵相连接。膜管能够将浆料中的固体颗粒与母液分离，分离出来的母液通过清液管经过离心泵排出，进而达到了提升釜内固含量的目的，提高单釜生产三元前驱体的产能。

釜体中心同轴方向悬空设置有导流筒，该导流筒呈中空圆筒状，进而在筒内形成一循环腔，所述搅拌轴穿过导流筒，所述多层搅拌桨叶均位于该循环腔中。即导流筒的顶底两端均与釜体设置有间隙，导流筒的筒体表面与釜体之间设置有间隙，以便形成物料循环路径。通过搅拌轴带动搅拌桨叶旋转，在导流筒中形成下行的混合液流道，下行的混合液经由下方的敞口向侧部流出，在导流筒外侧形成上行的混合液流道，上行的混合液再经由上方的敞口流回至导流筒中，以此形成混合液的循环流道。导流筒的设置能够带来以下效果：一、提高了对混合液的搅拌程度，加强了搅拌装置对混合液的直接机械剪切作用，使气体进一步与混合液充分混合；二、确立了混合液的循环路径，保证混合液充分循环的流型，使釜体内所有物料均能通过导流筒内的强烈混合区；三、有效地控制了制备装置中混合液回流的速度和方向，获得一个特定的流型。既有利于镍钴锰混合盐溶液和碱液、络合剂的充分混合，使前驱体成形效果更好，同时也能保证前驱体颗粒良好的分散性；四、起到固定膜管的作用，防止膜管在混合液的冲击下脱落。

导流筒外表面均匀固定10根膜管，膜管表面的孔径为0.1-0.3um，管径为3-10cm，膜管上端出口封闭，下端出口同时连接在一根圆弧状的清液管上，该清液管通过所述釜体的底部与一外接可变频的离心泵相连接。膜管的设置能够带来以下效果：一、膜管表面的孔径要比釜内固体颗粒的粒径小，能够将固体颗粒与母液分离；二、分离出来的母液经过可变频的离心泵及时排出，达到了提升釜内固含量的目的；三、相对于单根膜管，10根膜管能够有效地提升提浓效率。

釜体中可设有多组传热盘管，该传热盘管定位于釜体的内壁上，其热媒入口和热媒出口均位于釜体的外侧，所述传热盘管的管道呈螺旋状层叠排布。传热盘管可提升釜体内部的热传递效率。

釜体的内壁上设有挡板，挡板可采用现有技术，其作用在于改变釜体中混合液的流体力，提高三元前驱体颗粒的分散性。

所述络合剂进料管、金属液进料管、碱液进料管以及进气管道均穿过制备装置的顶部，竖向伸入所述循环腔中，有利于三种进料管的固定。

本实用新型中，釜体结构设计巧妙，通过在导流筒外表面均匀固定膜管，并将膜管上端出口封闭，下端出口同时连接在一根圆弧状的清液管上，该清液管通过釜体的底部与一外接可变频的离心泵相连接，达到了釜内提浓的目的，提升了单釜产能，节约了放置外接提浓设备的空间，提高了产品的一致性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记含义如下：1、釜体；2、搅拌轴；3、搅拌桨叶；4、导流筒；5、循环腔；6、出料口；7、络合剂进料管；8、金属液进料管；9、进气管道；10、碱液进料管；11、膜管；12、清液管；13、离心泵；14、循环传热夹套；15、传热盘管；16、热媒入口；17、热媒出口；18、挡板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型对作进一步说明。

如图1所示，一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置包括釜体1，该釜体1内置搅拌轴2，所述搅拌轴2竖直间隔设有上中下三层搅拌桨叶3；釜体1内同轴悬设一导流筒4，该导流筒4呈中空圆筒状，进而于筒内形成一循环腔5，搅拌轴2穿设于导流筒4，各搅拌桨叶3均位于该循环腔5中，釜体1的底部开设有出料口6。

釜体1的顶部设有络合剂进料管7、金属液进料管8、添加剂进液管9以及碱液进料管10。

导流筒4外表面均匀固定10根膜管11，所述膜管11表面的孔径为0.1-0.3um，管径为3-10cm，膜管11上端出口封闭，下端出口同时连接在一根圆弧状的清液管12上，该清液管12通过所述釜体1的底部与一外接可变频的离心泵13相连接。

釜体1的外壁上绕制有循环传热夹套14。釜体1内壁设有至少一组传热盘管15，传热盘管15的热媒入口16和热媒出口17均位于釜体1的外侧。传热盘管15的管道呈螺旋状层叠排布。釜体1的内壁上设有挡板18。

本实施例中，在三元前驱体材料合成过程中，浆料中母液经过膜管11表面的微孔进入清液管12中，之后经过可变频的离心泵13将母液排出，而浆料中的固体颗粒则被留在了釜体1内部，提升固含量，进而达到了提浓的目的。通过调节离心泵13的频率来控制母液的排出速度，进而达到控制提浓的速度。

Claims (7)

1.一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置,其特征是：包括釜体（1），所述釜体（1）的底部设有出料口（6），釜体（1）内设有搅拌轴（2），搅拌轴（2）上设有多层搅拌桨叶（3），釜体（1）内部设置有导流筒（4），导流筒（4）外表面均布有膜管（11），膜管（11）的表面布置有细孔，膜管（11）的上端出口封闭，膜管（11）的下端出口连接有清液管（12），清液管（12）连接有离心泵（13），且离心泵（13）位于釜体（1）外侧。

2.根据权利要求1所述的一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置，其特征是：所述导流筒（4）的两端均与釜体（1）之间设有间隙。

3.根据权利要求2所述的一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置，其特征是：所述釜体（1）顶部连接有络合剂进料管（7）、金属液进料管（8）、进气管道（9）以及碱液进料管（10）。

4.根据权利要求1或3所述的一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置，其特征是：所述釜体（1）的外壁上绕制有循环传热夹套（14）。

5.根据权利要求4所述的一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置，其特征是：所述釜体（1）的内壁上设有挡板（18）。

6.根据权利要求5所述的一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置，其特征是：所述釜体（1）内壁上固定有传热盘管（15），传热盘管（15）的管道呈螺旋状层叠排布，且传热盘管（15）设置有热媒入口（16）和热媒出口（17）。

7.根据权利要求6所述的一种自带提浓功能的三元前驱体制备装置，其特征是：所述热媒入口（16）和热媒出口（17）均位于釜体（1）的外侧。

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