CN219922960U - 一种快速分散的反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种快速分散的反应装置，包括分散装置，具有分散腔体，分散腔体的顶部开设有第一进料口和第一出料口，底部开设有进水口，分散腔体的内部设置有介于第一进料口和进水口之间的分散叶轮；分散罐，顶部开设有与第一出料口连通的第二进料口，底部设有第二出料口，内部设置有搅拌装置；分散均质泵，连通于第二出料口和第二进料口之间，实现分散罐的自循环分散功能。本实用新型实现边进料边混合分散的功能，能够不间断瞬时处理大流量的混合料得到均匀的浆料，并且能够长时间维持固体成分分散、混合的状态，提高分散效果及降低分散耗时。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池正极材料制备技术领域，更具体地，涉及一种快速分散的反应装置。
背景技术
LFP锂离子电池是一种绿色二次电池，具有电压高、能量密度大、安全性能高、循环性能好、自放电小、无记忆效应、成本低等突出优点。自20世纪90年代开发成功以来得到了快速的应用和发展，近年来，LFP锂离子电池的应用范围越来越广泛，包括商用车、乘用车等电动车领域；水力、火力、风力和太阳能电站等储能系统领域；以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、低速电动车、军事装备、航空航天等多个领域。LFP正极材料是LFP锂离子电池中成本最高的部分，其性能对锂离子电池也起着决定性作用。LFP正极材料一般采用前驱体、锂源、糖源，经分散研磨、干燥、烧结、破碎等工序制成。其中，分散研磨的效果对正极材料的物化指标起着关键性的作用，并影响正极材料的加工性能和电性能，因此对LFP锂离子电池正极材料制备快速分散的研究有重要意义。工业上常用的LFP锂离子电池正极材料制备分散的方法为：前驱体、锂源、糖源、去离子水等经计量后投入混料罐，搅拌初步混合后用均质泵打入均质分散罐进行自循环分散。分散达到要求后进入砂磨机进行研磨。但随着新能源领域的快速发展，LFP锂离子电池需求量的不断暴增，导致LFP锂离子电池正极材料单条产线产能从原来3000-5000吨发展至现如今10000-20000吨。混料罐和均质分散罐大小也从原来的不足10立方发展至现如今20立方以上。随着单批次投料量的增加，利用原有工艺将带来物料均质分散难度增大及耗时的增加。
原有分散工艺的流程依次为：混料罐-匀质泵-匀质分散罐-砂磨机。该方式，每批料先进完粉料，再进水，再混合，达到混合要求30分钟左右，混合时间过长，无法满足现阶段需求。
因此，如何提供一种能够缩短混合时间的快速分散的反应装置成为本领域亟需解决的技术难题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能够缩短混合时间的快速分散的反应装置。
本实用新型提供了一种快速分散的反应装置，包括：分散装置，具有分散腔体，分散腔体的顶部开设有第一进料口和第一出料口，底部开设有进水口，分散腔体的内部设置有介于第一进料口和进水口之间的分散叶轮；分散罐，顶部开设有与第一出料口连通的第二进料口，底部设有第二出料口，内部设置有搅拌装置；分散均质泵，连通于第二出料口和第二进料口之间，实现分散罐的自循环分散功能。
可选地，快速分散的反应装置还包括打散装置，打散装置设置在第一进料口。
可选地，打散装置包括横挡，至少两根横挡设置在第一进料口。
可选地，进水口的进水管道上设置有流量计和自动调节阀门，自动调节阀门调节进水管道的流量。
可选地，快速分散的反应装置还包括粉体料仓，粉体料仓通过管道与第一进料口连通，粉体料仓与第一进料口连通的管道上装有自动调节阀门，且粉体料仓装有称重模块。
可选地，快速分散的反应装置还包括分散电机，分散电机带动分散叶轮转动，分散叶轮转速可调。
可选地，搅拌装置包括搅拌轴和桨叶，桨叶设置在分散罐内部，搅拌轴连接有设于分散罐外部的搅拌电机，搅拌电机通过搅拌轴带动桨叶转动；搅拌轴沿竖向设置，竖向上至少两组桨叶在搅拌轴上依次设置。
可选地，分散腔体的底部设置有第一排污口。
可选地，分散罐的顶部设置有检修人孔；和/或分散罐的底部设置有第二排污口。
可选地，分散罐的顶部设置有清洗口和/或，分散罐底部设有取样口。
根据本实用新型公开的技术内容，具有如下有益效果：
本实用新型提供的快速分散的反应装置，在使用时，示例性地当将锂离子电池正极材料前驱体、锂源、糖源等粉料的混合料与去离子水经安装在管道上的分散装置，实现边进料边混合分散的功能，能够不间断瞬时处理大流量的混合料得到均匀的浆料，并且能够长时间维持固体成分分散、混合的状态，从而提高分散效果及降低分散耗时。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
图1为本实用新型的快速分散的反应装置结构图。
图2为本实用新型的快速分散的反应装置的横挡布置示意图。
附图标记说明：1-第一出料口，2-第一进料口，201-横挡，3-分散叶轮，4-分散装置，5-进水口，6-第一排污口，7-分散电机，8-第二进料口，9-清洗口，10-搅拌电机，11-排气口，12-检修人孔，13-桨叶，14-分散罐，15-第二排污口，16-分散均质泵，17-取样口，18-第二出料口，19-搅拌轴。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
参见图1和图2，本实施例公开了一种快速分散的反应装置，包括粉体料仓、分散装置4和分散罐14。
分散装置4具有分散腔体，分散装置4的顶部设置有连通分散腔体的第一出料口1和第一进料口2，第一出料口1的位置高于第一进料口2，第一进料口设置有多根横挡201，相邻的两根横挡201之间具有一定间隔，横挡201为本实用新型的打散装置；分散装置4的底部设置有连通分散腔体的第一排污口6和进水口5。第一排污口6位于分散腔体的最低处，用于切换批次的时候，防止分散装置4内残留的物料污染新物料，要清洗分散装置，并将清洗液排掉，或者出现堵料的情况下，也可以通过第一排污口6排出分散装置4内的物料。进水口5的进水管道上设置有流量计(未在图中示出)和自动调节阀门(未在图中示出)，自动调节阀门调节进水管道的流量。分散腔体内部设有分散叶轮3，分散叶轮3安装在分散电机7的输出端，可在分散电机7的带动下转动，分散电机7为变频电机，在其他实施例中，分散电机7可以为定频电机，其中，分散电机7连接有可控制转速的变频器。
分散罐14的罐体顶部开设第二进料口8、清洗口9、排气口11和检修人孔12，在一些实施例中可以不设置清洗口9，而是通过第二进料口8兼顾清洗功能；罐体底部设有第二出料口18、取样口17和第二排污口15；罐体内部设置有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴19和桨叶13，分散罐14顶部安装有搅拌电机10，搅拌轴19连接在搅拌电机10的输出轴上，两组桨叶13沿分散罐14的长度方向间隔设置在搅拌轴19上，搅拌电机10通过搅拌轴19带动两组桨叶13在分散罐14的罐体内部转动搅拌；分散均质泵16通过管道设置于第二出料口18和第二进料口8之间，实现分散罐14的自循环分散功能；第一出料口1通过管道与第二进料口8连通。
分散装置的原理：过程中，去离子水高速经过分散装置4，分散装置4会形成较大的负压吸力(负压吸力与出料口1的出料速度及分散叶轮3的转速相关，尤其是分散叶轮3的转速越快吸力越大(转速与电机频率有关，频率0-50hz))，混合粉料经负压吸力和自身重力的作用下，被连续不断的吸入分散装置4中。粉料进入分散腔体前，被横档201打散，确保粉料与纯水接触之前，粉料呈松散状态，如此接触面积会增大，混合时间就会缩短。分散装置4内部，在分散叶轮3的旋转作用下，混合粉体和去离子水液体的接触面积较大，能够实现瞬间混合及分散，混合分散的浆料通过管道进入分散罐14，分散罐14可进行自循环的分散功能，确保进入研磨工序的物料是混合均匀的。进料口设置在分散装置4的上部是因为出料通过泵送实现；分散是否达标通过分散罐14的取样口17取样检测；分散叶轮3转速小于730r/min,如果转速过快，分散腔内壁以及部分物料均容易磨损，分散时间为瞬间，即边进料边出料；第二进料口8放在上部，考虑靠重力由下落，另外分散腔体产生的吸力，让其进料加快。
粉体料仓通过管道与第一进料口2连通，粉体料仓与第一进料口2连通的管道上装有自动调节阀门(未在图中示出)，且粉体料仓装有称重模块(未在图中示出)。
综上，传统方式，每批料先进完粉料，再进水，再混合，达到混合要求需要30分钟左右；本实施例的快速分散的反应装置可实现边进料边出料的方式，达到混合要求用时约8-10分钟。示例性地，通过将LFP前驱体、锂源、糖源等粉料从第一进料口2加入，将去离子水从进水口5加入，通过粉料在分散装置4中被液体瞬间润湿完成分散。具体地，粉体通过自重和分散叶轮3转动产生的负压进入分散腔体，液体通过泵输送和分散叶轮3转动产生的负压进入分散腔体，二者同时进入分散腔体时通过分散叶轮3的传动，带动粉体和液体混合，从而使得粉体能够瞬间润湿和分散，以此提高粉料和去离子水的接触面积，确保分散效果及分散效率，从而提高LFP的研磨效率及整体性能。
本实用新型的装置操作简单、方便，生产过程中通过控制调节物料进入分散装置的流量，便可调节分散效果，液体进口管上装有流量计和自动调节阀门，可调节液体流量Q1；粉体进料管上装有自动调节阀门，粉体料仓装有称重模块，可调节粉体进料量M1；分散装置电机为变频电机，可调节分散轮的转速R1。正常工作时，根据液体和粉体的配比，实时调节Q1和M1进入分散腔体。调节R1来实现液体和粉体的分散效果。
虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种快速分散的反应装置，其特征在于，包括：
分散装置，具有分散腔体，所述分散腔体的顶部开设有第一进料口和第一出料口，底部开设有进水口，所述分散腔体的内部设置有介于所述第一进料口和所述进水口之间的分散叶轮；
分散罐，顶部开设有与所述第一出料口连通的第二进料口，底部设有第二出料口，内部设置有搅拌装置；
分散均质泵，连通于所述第二出料口和所述第二进料口之间，实现所述分散罐的自循环分散功能。
2.根据权利要求1所述的快速分散的反应装置，其特征在于：
所述快速分散的反应装置还包括打散装置，所述打散装置设置在所述第一进料口。
3.根据权利要求2所述的快速分散的反应装置，其特征在于：
所述打散装置包括横挡，至少两根所述横挡设置在所述第一进料口。
4.根据权利要求1至3任一项所述的快速分散的反应装置，其特征在于，所述进水口的进水管道上设置有流量计和自动调节阀门，所述自动调节阀门调节所述进水管道的流量。
5.根据权利要求1至3任一项所述的快速分散的反应装置，其特征在于：
所述快速分散的反应装置还包括粉体料仓，所述粉体料仓通过管道与所述第一进料口连通，所述粉体料仓与所述第一进料口连通的管道上装有自动调节阀门，且所述粉体料仓装有称重模块。
6.根据权利要求5所述的快速分散的反应装置，其特征在于：
所述快速分散的反应装置还包括分散电机，所述分散电机带动所述分散叶轮转动，所述分散叶轮转速可调。
7.根据权利要求1至3任一项所述的快速分散的反应装置，其特征在于：
所述搅拌装置包括搅拌轴和桨叶，所述桨叶设置在所述分散罐内部，所述搅拌轴连接有设于所述分散罐外部的搅拌电机，所述搅拌电机通过所述搅拌轴带动所述桨叶转动；所述搅拌轴沿竖向设置，竖向上至少两组所述桨叶在所述搅拌轴上依次设置。
8.根据权利要求1至3任一项所述的快速分散的反应装置，其特征在于：
所述分散腔体的底部设置有第一排污口。
9.根据权利要求1至3任一项所述的快速分散的反应装置，其特征在于：
所述分散罐的顶部设置有检修人孔；和/或所述分散罐的底部设置有第二排污口。
10.根据权利要求1至3任一项所述的快速分散的反应装置，其特征在于：
所述分散罐的顶部设置有清洗口；
和/或，分散罐底部设有取样口。
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