CN221046081U - 一种溶解装置及正极材料生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种溶解装置及正极材料生产系统，涉及化工设备领域。将固体物料和溶剂加入溶解罐中反应，通过在溶解罐内设置承载盘，利用驱动机构驱动承载盘旋转，在旋转过程中利用承载盘上的驱动斜面使固体物料运动(如向上运动)，避免固体物料(如镍豆)的堆积，能够进一步提升溶解速度。

Description

一种溶解装置及正极材料生产系统

技术领域

本实用新型涉及化工设备领域，具体而言，涉及一种溶解装置及正极材料生产系统。

背景技术

在电池正极材料制备工艺中常用到硫酸镍溶液，一般是将镍豆和硫酸溶液置于溶解装置中反应得到硫酸镍溶液。由于镍豆在溶液中为下沉状态，导致镍豆很容易堆积在一起，在溶解镍豆的过程中，堆积的镍豆导致与硫酸溶液的接触面积较小，从而影响镍豆的溶解速率。

常规的溶解装置为了避免镍豆堆积紧密大多使用搅拌杆对镍豆进行搅拌，这种搅拌结构虽结构简单，但存在如下问题：(1)常规的搅拌杆底部在长时间高速旋转时与镍豆撞击，容易导致搅拌杆变形；(2)与镍豆反应后的溶液形成硫酸镍堆积在镍豆的附近会影响后续的硫酸溶液与镍豆反应，其也会影响镍豆的溶解速度。

鉴于此，提出本申请。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种溶解装置及正极材料生产系统，旨在避免固体物料的堆积，同时提高溶解速度。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种溶解装置，包括溶解罐，在溶解罐上设置有加入固体物料和溶剂的加料口，溶解罐内设置有用于承接从加料口加入的固体物料的承载盘，溶解罐上还安装有用于驱动承载盘旋转的驱动机构，承载盘上形成有驱动斜面，以通过驱动斜面在旋转过程中驱动固体物料运动。

在可选的实施方式中，承载盘的上表面形成有多个凹槽，凹槽的底部为斜面。

在可选的实施方式中，承载盘的上表面形成有多个凸起，凸起的顶部为斜面。

在可选的实施方式中，溶解罐内还安装有导流筒，导流筒的外径小于溶解罐的内径，导流筒的顶部与溶解罐的顶部间隔设置，导流筒的底部与溶解罐的底部间隔设置，承载盘的直径与导流筒的内径相适应，承载盘上设置有多个流液孔。

在可选的实施方式中，驱动机构包括搅拌杆和用于驱动搅拌杆转动的驱动件，搅拌杆在溶解罐中自上而下延伸，且搅拌杆的底部与溶解罐的底壁间隔设置，承载盘安装于搅拌杆上，以通过搅拌杆带动承载盘转动。

在可选的实施方式中，搅拌杆上还安装有多个推动叶片，多个推动叶片均位于承载盘的下方。

在可选的实施方式中，溶解罐的内壁上设置有多个固定杆，固定杆的一端连接于溶解罐的内壁，另一端连接于导流筒的外壁。

在可选的实施方式中，溶解罐的底部还设置有排液管，排液管上设置有开关阀。

在可选的实施方式中，加料口包括固体物料加料口和溶剂加料口，固体物料加料口和溶剂加料口均位于溶解罐的顶部。

第二方面，本实用新型提供一种正极材料生产系统，包括前述实施方式中任一项的溶解装置。

本实用新型实施例的有益效果是：将固体物料和溶剂加入溶解罐中反应，通过在溶解罐内设置承载盘，利用驱动机构驱动承载盘旋转，在旋转过程中利用承载盘上的驱动斜面使固体物料运动(如向上运动)，避免固体物料(如镍豆)的堆积，能够进一步提升溶解速度。

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为本实用新型实施例提供的溶解装置的结构示意图；

图2为图1中溶解装置的剖视图；

图3为图2中承载盘一种实施方式的结构示意图；

图4为图2中承载盘另一种实施方式的结构示意图；

图5为现有的溶解罐内搅拌杆的结构示意图。

图标:100-溶解装置；110-溶解罐；111-加料口；1111-固体物料加料口；1112-溶剂加料口；120-承载盘；121-驱动斜面；122-凹槽；123-凸起；124-流液孔；130-驱动机构；131-搅拌杆；132-驱动件；133-推动叶片；140-导流筒；150-固定杆；160-排液管；161-开关阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

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定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种溶解装置100，包括溶解罐110，在溶解罐110上设置有加入固体物料(如镍豆)和溶剂(如硫酸溶液)的加料口111，固体物料和溶剂在溶解罐110内充分混合，溶解完成之后从溶解罐110底部设置的排液管160排出。

具体地，溶解罐110可以包括盖体和罐体两部分，加料口111设置于盖体部分，盖体和罐体可以为可拆卸连接的方式进行固定。

在一些实施例中，加料口111包括固体物料加料口1111和溶剂加料口1112，固体物料加料口1111和溶剂加料口1112均位于溶解罐110的顶部，从顶部将两种物料加入之后，在溶解罐110内搅拌混合，利用顶部设置的驱动机构130提供搅拌驱动力。具体地，固体物料加料口1111的顶部可以为漏斗形状，以便于固体物料的进料，固体物料加料口1111进入后的固体物料可以通过内部的加料管路进行方向引导，落入下方的承载盘120上。溶剂加料口1112可以与外置的溶剂输送管路连接，通过外置输送管路控制进料速率。

请结合图1和图2，溶解罐110内设置有用于承接从加料口111加入的固体物料的承载盘120，利用顶部设置的驱动机构130驱动承载盘120旋转，承载盘120上形成有驱动斜面121，以通过驱动斜面121在旋转过程中驱动固体物料运动，如可以配合旋转方向，使固体物料向上运动，避免在承载盘120上发生堆积，影响溶解速度。

进一步地，驱动机构130包括搅拌杆131和用于驱动搅拌杆131转动的驱动件132，搅拌杆131在溶解罐110中自上而下延伸，且搅拌杆131的底部与溶解罐110的底壁间隔设置，距离底壁一定距离；承载盘120安装于搅拌杆131上，在驱动件132驱动搅拌杆131高速转动的过程中，可以带动承载盘120转动，承载盘120上的镍豆受到承载盘120上的驱动斜面121推动，向高出运动，从而避免了镍豆在承载盘120上堆积。

具体地，驱动件132的形式不限，可以为一般的电机，也可以为其他动机结构。

在一些实施例中，溶解罐110内还同轴心安装有导流筒140，导流筒140的外径小于溶解罐110的内径，导流筒140的顶部与溶解罐110的顶部间隔设置，导流筒140的底部与溶解罐110的底部间隔设置。也就是说，导流筒140的顶部和底部均与溶解罐110有一定间距，以便形成循环流动。承载盘120的直径与导流筒140的内径相适应，可以是大致相同的，使承载盘120可以在导流筒140内可以转动，承载盘120上设置有多个流液孔124，可以通过多个流液孔124使溶液流下来，落入溶解罐110的底部，进入导流筒140和溶解罐110之间的缝隙通道中，积累到一定体积后可以从导流筒140的顶部进入导流筒140，通过循环流动可以避免硫酸镍溶液过多地存在于镍豆周围，而影响溶解速度。

在一些实施例中，搅拌杆131上还安装有多个推动叶片133，多个推动叶片133均位于承载盘120的下方，可以使溶液产生一定方向的旋流，此时溶液在导流筒140的内部可以为自上至下移动也可以为自下之上移动，其主要实现溶液在导流筒140的内外循环，使得镍豆能够快速溶解，考虑到镍豆在驱动斜面121的作用下上升，所以采用溶液自下向上运动为最优方案，能够使得镍豆上升高度更高，镍豆的扩散效果更好。

具体地，推动叶片133可以为自上而下设置的多个，可以为扇形结构，可以为一般的螺旋叶片，螺旋叶片的直径与导流筒140的直径大致相同。推动叶片133也可以为其他形状的叶片，实现溶液的定向移动即可。

导流筒140在溶解罐110内安装的方式不限，可以通过在溶解罐110的内壁上设置有多个固定杆150，固定杆150的一端连接于溶解罐110的内壁，另一端连接于导流筒140的外壁，可以通过焊接的方式进行连接，但不限于此。固定杆150可以为自上而下设置的多个，以实现导流筒140的稳定安装。

在另外的实施例中，也可以不设置导流筒140，使承载盘120的直径与溶解罐110的内径相适应，可以是大致相同，使承载盘120可以在溶解罐110内转动即可。这种情况下，可以使承载盘120位于溶解罐110的内部偏下位置。

在一些实施例中，排液管160上设置有开关阀161，当溶解完成之后，开启开关阀161将硫酸镍溶液输出，用于共沉淀法制备正极材料前驱体。

进一步地，承载盘120上的驱动斜面121的形成方式有多种，图3和图4表示不同的实现形式。

如图3所示，承载盘120的上表面向下凹陷形成有多个凹槽122，凹槽122的底部(即下表面)低于承载盘120其他部分的上表面，凹槽122的底部为斜面，多个凹槽122的底部斜面的倾斜方向一致，承载盘120的转动方向可以自驱动斜面121较高至较低的方向旋转，图3中可以通过逆时针方向转动，使镍豆向上运动。

如图4所示，承载盘120的上表面形成有多个凸起123，凸起123的顶部高于承载盘120其他部分的上表面，凸起123的顶部为斜面，多个凸起123的顶部斜面的倾斜方向一致，以便通过调控转动方向调控镍豆的运动方向。

具体地，图3和图4中驱动斜面121的倾斜角度不限，如可以为10-40°，如可以为10°、20°、30°、40°等。

现有的溶解罐配置的搅拌杆结构如图5所示，这类搅拌杆结构容易导致镍豆的堆积，在高速旋转过程中容易与镍豆撞击发生变形。

需要说明的是，溶解装置100各部分的材质可以相同也可以不同，具体材质不限，可以为常规的合金、不锈钢等材质。溶解装置100各部分的尺寸也不限，根据工艺需求合理调整即可。

本实用新型实施例还提供一种正极材料生产系统，包括上述溶解装置100，还可以包括用于生产前驱体的反应釜、用于烧结物料的烧结炉等装置。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种溶解装置，其特征在于，包括溶解罐，在所述溶解罐上设置有加入固体物料和溶剂的加料口，所述溶解罐内设置有用于承接从所述加料口加入的所述固体物料的承载盘，所述溶解罐上还安装有用于驱动所述承载盘旋转的驱动机构，所述承载盘上形成有驱动斜面，以通过所述驱动斜面在旋转过程中驱动所述固体物料运动。

2.根据权利要求1所述的溶解装置，其特征在于，所述承载盘的上表面形成有多个凹槽，所述凹槽的底部为斜面。

3.根据权利要求1所述的溶解装置，其特征在于，所述承载盘的上表面形成有多个凸起，所述凸起的顶部为斜面。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的溶解装置，其特征在于，所述溶解罐内还安装有导流筒，所述导流筒的外径小于所述溶解罐的内径，所述导流筒的顶部与所述溶解罐的顶部间隔设置，所述导流筒的底部与所述溶解罐的底部间隔设置，所述承载盘的直径与所述导流筒的内径相适应，所述承载盘上设置有多个流液孔。

5.根据权利要求4所述的溶解装置，其特征在于，所述驱动机构包括搅拌杆和用于驱动所述搅拌杆转动的驱动件，所述搅拌杆在所述溶解罐中自上而下延伸，且所述搅拌杆的底部与所述溶解罐的底壁间隔设置，所述承载盘安装于所述搅拌杆上，以通过所述搅拌杆带动所述承载盘转动。

6.根据权利要求5所述的溶解装置，其特征在于，所述搅拌杆上还安装有多个推动叶片，多个所述推动叶片均位于所述承载盘的下方。

7.根据权利要求4所述的溶解装置，其特征在于，所述溶解罐的内壁上设置有多个固定杆，所述固定杆的一端连接于所述溶解罐的内壁，另一端连接于所述导流筒的外壁。

8.根据权利要求1所述的溶解装置，其特征在于，所述溶解罐的底部还设置有排液管，所述排液管上设置有开关阀。

9.根据权利要求1所述的溶解装置，其特征在于，所述加料口包括固体物料加料口和溶剂加料口，所述固体物料加料口和所述溶剂加料口均位于所述溶解罐的顶部。

10.一种正极材料生产系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的溶解装置。