CN219943861U - 三元正极材料水洗设备及三元正极材料生产设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种三元正极材料水洗设备及三元正极材料生产设备。上述的三元正极材料水洗设备包括第一搅拌装置、顶板及外壳体，所述顶板与所述外壳体连接，所述第一搅拌装置连接于所述顶板；所述水洗设备还包括混合罐及驱动装置，所述混合罐位于所述水洗腔内，所述混合罐包括罐体及密封件，所述罐体分别连接于所述外壳体及所述顶板，所述密封件分别活动连接于所述罐体及所述顶板，所述罐体分别与所述密封件、所述顶板及所述外壳体共同形成有混合腔，所述第一搅拌装置的作用端位于所述混合腔内，所述驱动装置连接于所述外壳体，所述驱动装置的作用端与所述密封件连接，以使所述混合腔与所述水洗腔连通或隔断。

Description

三元正极材料水洗设备及三元正极材料生产设备

技术领域

本实用新型涉及电池生产领域，特别是涉及一种三元正极材料水洗设备及三元正极材料生产设备。

背景技术

高镍三元正极材料被认为是最有前途的正极材料之一。采用高温烧结法制备高镍三元正极材料的过程中，通常会在材料烧结破碎后对物料进行水洗，以去除物料表面的残锂。水洗时，水洗釜内注入一定量的纯水，再将待水洗物料投入水洗釜内，在搅拌装置的作用下对其搅拌，以将物料表面的残锂溶解在水里。为了提高正极材料的性能，通常会在水洗过程中加入添加剂，使添加剂包覆在正极材料表面。目前在生产过程中，采用人工投料的方式，将粉末状的添加剂直接投入水洗釜内与正极材料在水洗液中混合。

例如，申请号为CN202020855372.3的中国专利公开了一种用于锂电池正极材料的水洗釜，包括筒体和搅拌装置，搅拌装置包括设置于筒体上的电机、伸入到筒体内并由电机驱动旋转的旋转轴和设置于旋转轴上的搅拌桨组件，搅拌桨组件分为第一折叶桨和复合桨，第一折叶桨与复合桨相对推进方向设置，复合桨由第二折叶桨和用于将所述筒体下方的材料向上提升框式桨组成，所述第二折叶桨设置于所述框式桨上。本实用新型的旋转轴安装有第一折叶桨和复合桨，在旋转时，第一折叶桨将水或材料向下压，复合桨将水或材料向上提升和径向甩出，进而使水与材料不断重复向上提升、向下压和径向甩出，且一直使水与材料再在第一折叶桨和复合桨之间形成激烈紊流，从而达到快速搅拌均匀混合的效果。

然而，上述的水洗釜的结构设计在使用过程中存在以下的问题：

上述的水洗釜在投料过程中添加剂易从投料处泄漏至环境内，造成添加剂的浪费及环境污染，且粉末状的添加剂直接投入水洗釜内与正极材料混合进行包覆的效果较差，影响正极材料的性能。

因此，亟需一种能够提高添加剂在正极材料表面的包覆效果且能够提高正极材料的水洗效果的水洗装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种能够提高添加剂在正极材料表面的包覆效果且能够提高正极材料的水洗效果的三元正极材料水洗设备及三元正极材料生产设备。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种三元正极材料水洗设备，包括：

第一搅拌装置、顶板及外壳体，所述顶板与所述外壳体连接，所述第一搅拌装置连接于所述顶板，所述顶板及外壳体共同形成有水洗腔，所述顶板开设有第一进料口、第二进料口、进液口及出料口，所述第二进料口及所述出料口均与所述水洗腔连通；

所述三元正极材料水洗设备还包括混合罐及驱动装置，所述混合罐位于所述水洗腔内，所述混合罐包括罐体及密封件，所述罐体分别连接于所述外壳体及所述顶板，所述罐体邻近所述顶板的端部形成密封卡口，所述密封件位于所述密封卡口内并与所述罐体活动连接，且所述密封件还活动连接于所述顶板，所述罐体分别与所述密封件、所述顶板及所述外壳体共同形成有混合腔，所述第一搅拌装置的搅拌作用端位于所述混合腔内，所述第一进料口及所述进液口均与所述混合腔连通，所述驱动装置安装于所述外壳体，所述驱动装置的动力输出端与所述密封件连接，以使所述混合腔与所述水洗腔连通或隔断。

在其中一个实施例中，所述顶板设有第一滑轨，所述罐体设有第二滑轨，所述密封件分别与所述第一滑轨及所述第二滑轨滑动连接。

在其中一个实施例中，所述密封件包括密封件本体、密封条、第一滑块及第二滑块，所述密封条包围连接于所述密封件本体，所述密封件本体两端分别与所述第一滑块及所述第二滑块连接，所述密封件本体还与所述驱动装置的动力输出端连接，所述第一滑块与所述第一滑轨滑动连接，所述第二滑块与所述第二滑轨滑动连接。

在其中一个实施例中，所述驱动装置包括驱动件及输出轴，所述外壳体开设有通孔，所述输出轴的一端穿设于所述通孔并与所述密封件连接，所述输出轴的另一端与所述驱动件连接。

在其中一个实施例中，所述罐体远离所述驱动装置的一端设有第一卡接槽，所述外壳体邻近所述驱动装置的一端设有第二卡接槽。

在其中一个实施例中，所述第一搅拌装置包括第一驱动件、第一搅拌轴及第一搅拌件，所述第一驱动件连接于所述顶板，所述第一搅拌轴分别与所述第一驱动件及所述第一搅拌件连接，所述第一搅拌轴及所述第一搅拌件均位于所述混合腔内。

在其中一个实施例中，所述三元正极材料水洗设备还包括第二搅拌装置，所述第二搅拌装置连接于所述顶板，所述第二搅拌装置的搅拌作用端位于所述水洗腔内。

在其中一个实施例中，所述三元正极材料水洗设备还包括第三搅拌装置，所述第三搅拌装置连接于所述外壳体，所述第三搅拌装置的搅拌作用端位于所述水洗腔内。

在其中一个实施例中，所述三元正极材料水洗设备还包括称重传感器，所述称重传感器连接于所述外壳体的外侧，所述称重传感器用于对所述外壳体的重量进行称量。

一种三元正极材料生产设备，包括上述任一实施例所述的三元正极材料水洗设备。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

上述三元正极材料水洗设备，水洗腔内设置有混合罐，混合罐与顶板及外壳体形成有混合腔，在水洗正极材料之前，先将添加剂与水通入混合腔内，通过第一搅拌装置使得添加剂与水充分混合形成添加剂溶液，其次再打开密封件使得混合罐与水洗腔连通，此时添加剂溶液与待水洗的正极材料在水洗腔内水洗。具体地，添加剂与水充分混合后再与待水洗的正极材料水洗，可使添加剂很好地包覆在正极材料表面，即提高了添加剂在正极材料表面的包覆效果；另一方面，在搅拌装置的作用下，混合腔和水洗腔内形成有紊流，进而提高了对正极材料的水洗效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为一实施例的三元正极材料水洗设备的结构示意图；

图2为图1所示的三元正极材料水洗设备的另一结构示意图；

图3为图1所示的三元正极材料水洗设备的又一结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请提供一种三元正极材料水洗设备，包括第一搅拌装置、顶板及外壳体，所述顶板与所述外壳体连接，所述第一搅拌装置连接于所述顶板，所述顶板及外壳体共同形成有水洗腔，所述顶板开设有第一进料口、第二进料口、进液口及出料口，所述第二进料口及所述出料口均与所述水洗腔连通；所述三元正极材料水洗设备还包括混合罐及驱动装置，所述混合罐位于所述水洗腔内，所述混合罐包括罐体及密封件，所述罐体分别连接于所述外壳体及所述顶板，所述罐体邻近所述顶板的端部形成密封卡口，所述密封件位于所述密封卡口内并与所述罐体活动连接，且所述密封件还活动连接于所述顶板，所述罐体分别与所述密封件、所述顶板及所述外壳体共同形成有混合腔，所述第一搅拌装置的搅拌作用端位于所述混合腔内，所述第一进料口及所述进液口均与所述混合腔连通，所述驱动装置安装于所述外壳体，所述驱动装置的动力输出端与所述密封件连接，以使所述混合腔与所述水洗腔连通或隔断。

上述三元正极材料水洗设备，水洗腔内设置有混合罐，混合罐与顶板及外壳体形成有混合腔，在水洗正极材料之前，先将添加剂与水通入混合腔内，通过第一搅拌装置使得添加剂与水充分混合形成添加剂溶液，其次再打开密封件使得混合罐与水洗腔连通，此时添加剂溶液与待水洗的正极材料在水洗腔内水洗。具体地，添加剂与水充分混合后再与待水洗的正极材料水洗，可使添加剂很好地包覆在正极材料表面，即提高了添加剂在正极材料表面的包覆效果；另一方面，在搅拌装置的作用下，混合腔和水洗腔内形成有紊流，进而提高了对正极材料的水洗效果。

为更好地理解本申请的技术方案和有益效果，以下结合具体实施例对本申请做进一步地详细说明：

如图1至图3所示，一实施例的三元正极材料水洗设备10包括第一搅拌装置100、顶板200及外壳体300，顶板200与外壳体300连接，第一搅拌装置100连接于顶板200，顶板200及外壳体300共同形成有水洗腔310，即正极材料在水洗腔310内进行水洗。顶板200设有第一进料口210、第二进料口220、进液口230及出料口240，第二进料口220及出料口240均与水洗腔310连通。

进一步地，三元正极材料水洗设备10还包括混合罐400及驱动装置500，混合罐400位于水洗腔310内，混合罐400包括罐体410及密封件420，罐体410分别连接于外壳体300及顶板200，罐体410邻近顶板200的端部形成密封卡口(图中未标示)，密封件420位于密封卡口内并与罐体410活动连接，且密封件420还活动连接于顶板200，罐体410与密封件420、顶板200及外壳体300共同形成有混合腔320，即添加剂与水在混合腔320内充分混合。第一搅拌装置100的搅拌作用端位于混合腔320内，第一进料口210及进液口230均与混合腔320连通，驱动装置500连接于外壳体300，驱动装置500的动力输出端与密封件420连接，以使混合腔320与水洗腔310连通或隔断，即打开或关闭混合罐400。

在本实施例中，添加剂从第一进料口210进入混合腔320，水从进液口230进入混合腔320，第一搅拌装置100的作用端位于混合腔320内，在第一搅拌装置100的作用下添加剂和水充分混合，由于密封件420与驱动装置500连接，且密封件420与罐体410及顶板200活动连接，在驱动装置500的作用下，密封件420进行移动，以打开或关闭混合罐400。

上述三元正极材料水洗设备10，水洗腔310内设置有混合罐400，混合罐400与顶板200及外壳体300形成有混合腔320，在水洗正极材料之前，先将添加剂与水通入混合腔320内，通过第一搅拌装置100使得添加剂与水充分混合形成添加剂溶液，其次再打开密封件使得混合罐400与水洗腔310连通，此时添加剂溶液与待水洗的正极材料在水洗腔310内水洗。具体地，添加剂与水充分混合后再与待水洗的正极材料水洗，可使添加剂很好地包覆在正极材料表面，即提高了添加剂在正极材料表面的包覆效果；另一方面，在搅拌装置的作用下，混合腔320和水洗腔310内形成有紊流，进而提高了对正极材料的水洗效果。

如图2和图3所示，在其中一个实施例中，顶板200设有第一滑轨250，罐体410设有第二滑轨411，密封件420分别与第一滑轨250及第二滑轨411滑动连接。可以理解，密封件420的两端分别和第一滑轨250及第二滑轨411滑动连接，密封件420在驱动装置500的驱动下进行滑动，以打开或关闭混合罐400。

如图2所示，在其中一个实施例中，密封件420包括密封件本体421、密封条422、第一滑块423及第二滑块424，密封条422包围连接于密封件本体421，密封件本体421两端分别与第一滑块423及第二滑块424连接，密封件本体421还与驱动装置500的动力输出端连接，第一滑块423与第一滑轨250滑动连接，第二滑块424与第二滑轨411滑动连接，以使密封件本体421在驱动装置500的作用下进行滑动，进而打开或关闭混合罐400。

可以理解，密封件本体421与罐体410及外壳体300的接触部位均设有密封条422，即密封条422包围连接于密封件本体421，提高了密封件420与混合罐400之间的密封性，以防止混合罐400在关闭的情况下漏液。在本实施例中，密封条422为耐腐蚀的非金属材料制成。

在其中一个实施例中，驱动装置500包括驱动件510及输出轴520，外壳体300开设有通孔，输出轴520的一端穿设于通孔并与密封件连接，输出轴520的另一端与驱动件510连接，以使密封件420在输出轴520的驱动下进行移动。在本实施例中，驱动件510为气缸。

在其中一个实施例中，罐体410远离驱动装置500的一端设有第一卡接槽412，外壳体300邻近驱动装置500的一端设有第二卡接槽330。可以理解，在混合罐400处于关闭状态时，此时密封件420与第一卡接槽412卡接。当混合罐400内的水与添加剂混合充分后，此时启动驱动装置500，在驱动装置500的驱动下密封件420进行移动，直至移动至与第二卡接槽330卡接，即混合罐400完全打开，此时混合腔320内的添加剂水溶液进入到水洗腔310内，并与水洗腔310内的待水洗的正极材料混合。

在其中一个实施例中，第一搅拌装置100包括第一驱动件110、第一搅拌轴120及第一搅拌件130，第一驱动件110连接于顶板200，第一搅拌轴120分别与第一驱动件110及第一搅拌件130连接，第一搅拌轴120及第一搅拌件130均位于混合腔320内。可以理解，在第一驱动件110的驱动下，第一搅拌轴120与第一搅拌件130进行转动，进而带动混合腔320内的水流动形成紊流。在本实施例中，第一驱动件110为电机。

在其中一个实施例中，三元正极材料水洗设备10还包括第二搅拌装置800，第二搅拌装置800连接于顶板200，第二搅拌装置800的搅拌作用端位于水洗腔310内。可以理解，第二搅拌装置800包括第二驱动件、第二搅拌轴及第二搅拌桨叶，第二搅拌轴及第二搅拌桨叶均位于水洗腔310内。当混合罐400打开后此时启动第二搅拌装置800，在第一搅拌装置100及第二搅拌装置800的作用下，混合腔320内及水洗腔310内形成激烈的紊流，进而提高正极材料的水洗效果和添加剂在正极材料表面的包覆效果。在本实施例中，第二搅拌装置的驱动件为电机。

在其中一个实施例中，三元正极材料水洗设备10还包括第三搅拌装置600，第三搅拌装置600连接于外壳体300，第三搅拌装置600的作用端位于水洗腔310内。可以理解，第三搅拌装置包括第三驱动件、第三搅拌轴及第三搅拌桨叶，第三搅拌轴及第三搅拌桨叶均位于水洗腔310内。第三搅拌装置600位于水洗腔310内，增加了紊流路径及紊流效果，进一步提高了正极材料的水洗效果和添加剂在正极材料表面的包覆效果。在本实施例中，第三搅拌装置的驱动件为电机。

在其中一个实施例中，三元正极材料水洗设备10还包括称重传感器700，称重传感器700连接于外壳体300的外侧，称重传感器700用于对外壳体300的重量进行称量，以控制进料量及进水量，即将水洗材料和水控制在一定的比例下进行水洗，进而提高水洗效果。

本申请还提供一种三元正极材料生产设备，包括上述任一实施例所述的三元正极材料水洗设备10。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

上述三元正极材料水洗设备，水洗腔内设置有混合罐，混合罐与顶板及外壳体形成有混合腔，在水洗正极材料之前，先将添加剂与水通入混合腔内，通过第一搅拌装置使得添加剂与水充分混合形成添加剂溶液，其次再打开密封件使得混合罐与水洗腔连通，此时添加剂溶液与待水洗的正极材料在水洗腔内水洗。具体地，添加剂与水充分混合后再与待水洗的正极材料水洗，可使添加剂很好地包覆在正极材料表面，即提高了添加剂在正极材料表面的包覆效果；另一方面，在搅拌装置的作用下，混合腔和水洗腔内形成有紊流，进而提高了对正极材料的水洗效果。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种三元正极材料水洗设备，包括第一搅拌装置、顶板及外壳体，所述顶板与所述外壳体连接，所述第一搅拌装置安装于所述顶板，所述顶板及外壳体共同形成有水洗腔，所述顶板开设有第一进料口、第二进料口、进液口及出料口，所述第二进料口及所述出料口均与所述水洗腔连通，其特征在于，

所述三元正极材料水洗设备还包括混合罐及驱动装置，所述混合罐位于所述水洗腔内，所述混合罐包括罐体及密封件，所述罐体分别连接于所述外壳体及所述顶板，所述罐体邻近所述顶板的端部形成密封卡口，所述密封件位于所述密封卡口内并与所述罐体活动连接，且所述密封件还活动连接于所述顶板，所述罐体分别与所述密封件、所述顶板及所述外壳体共同形成有混合腔，所述第一搅拌装置的搅拌作用端位于所述混合腔内，所述第一进料口及所述进液口均与所述混合腔连通，所述驱动装置安装于所述外壳体，所述驱动装置的动力输出端与所述密封件连接，以使所述混合腔与所述水洗腔连通或隔断。

2.根据权利要求1所述的三元正极材料水洗设备，其特征在于，所述顶板设有第一滑轨，所述罐体设有第二滑轨，所述密封件分别与所述第一滑轨及所述第二滑轨滑动连接。

3.根据权利要求2所述的三元正极材料水洗设备，其特征在于，所述密封件包括密封件本体、密封条、第一滑块及第二滑块，所述密封条包围连接于所述密封件本体，所述密封件本体两端分别与所述第一滑块及所述第二滑块连接，所述密封件本体还与所述驱动装置的动力输出端连接，所述第一滑块与所述第一滑轨滑动连接，所述第二滑块与所述第二滑轨滑动连接。

4.根据权利要求1所述的三元正极材料水洗设备，其特征在于，所述驱动装置包括驱动件及输出轴，所述外壳体开设有通孔，所述输出轴的一端穿设于所述通孔并与所述密封件连接，所述输出轴的另一端与所述驱动件连接。

5.根据权利要求1所述的三元正极材料水洗设备，其特征在于，所述罐体远离所述驱动装置的一端设有第一卡接槽，所述外壳体邻近所述驱动装置的一端设有第二卡接槽。

6.根据权利要求1所述的三元正极材料水洗设备，其特征在于，所述第一搅拌装置包括第一驱动件、第一搅拌轴及第一搅拌件，所述第一驱动件连接于所述顶板，所述第一搅拌轴分别与所述第一驱动件及所述第一搅拌件连接，所述第一搅拌轴及所述第一搅拌件均位于所述混合腔内。

7.根据权利要求1所述的三元正极材料水洗设备，其特征在于，所述三元正极材料水洗设备还包括第二搅拌装置，所述第二搅拌装置连接于所述顶板，所述第二搅拌装置的作用端位于所述水洗腔内。

8.根据权利要求7所述的三元正极材料水洗设备，其特征在于，所述三元正极材料水洗设备还包括第三搅拌装置，所述第三搅拌装置连接于所述外壳体，所述第三搅拌装置的搅拌作用端位于所述水洗腔内。

9.根据权利要求1所述的三元正极材料水洗设备，其特征在于，所述三元正极材料水洗设备还包括称重传感器，所述称重传感器连接于所述外壳体的外侧，所述称重传感器用于对所述外壳体的重量进行称量。

10.一种三元正极材料的生产设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的三元正极材料水洗设备。