用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜，包括电机、减速机、搅拌器以及釜体，所述釜体内设置有换热板，所述换热板内设置有用于通入冷却流体的流体通道。本方案通过在搅拌反应釜内设置换热板，从而解决在反应过程中反应温度较低、传热温差小且反应放热大而导致热量转移困难的问题，放大后的搅拌反应釜采用换热板设计，内部通入冷流体，从而提高换热温差，既可实现撤热、又起到挡板功能，提高循环次数、缩短混合时间。

Stirred Reactor for Synthesis of Precursors of Ternary Cathode Materials

The utility model relates to a stirring reactor used for synthesizing precursors of ternary cathode materials, which comprises an electric motor, a reducer, a stirrer and a kettle body. The kettle body is provided with a heat exchange plate, and a fluid passage for entering a cooling fluid is arranged in the heat exchange plate. In this scheme, heat transfer is difficult due to low reaction temperature, small heat transfer temperature difference and large reaction exothermic in the stirred reactor. The expanded stirred reactor is designed with heat exchange plate, and cold fluid is introduced into the reactor, so as to increase the heat transfer temperature difference, which can not only realize the function of heat removal, but also act as a baffle, and increase the number of cycles and shrinkage. Short mixing time.

【技术实现步骤摘要】
用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜
本技术涉及搅拌反应釜
，特别涉及一种用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜。
技术介绍
三元正极材料是一种新型锂电子电池正极材料，具有容量高、热稳定性好、价格低廉等优点，可广泛用于小型锂电池及锂离子动力电池，是一种非常接近于钴酸锂的产品，其性价比远高于钴酸锂，被称为第三代锂离子电池正极材料，其正极材料国内需要量以20％的年增长速度逐渐取代钴酸锂。目前，三元前驱体制备最普遍的方法是共沉淀法，即在液相化学合成粉体材料中应用最为方泛，一般是向原料硫酸盐中添加适当的沉淀剂及络合剂，使得原料中的目标离子沉淀析出，再经过滤、洗涤、干燥和热分解等后续处理工序而得到所需的粉体材料。三元正极材料的电化学性能很大程度上取决于前驱体的形貌及颗粒分布的均匀性。一般希望为球形或类球形，沉淀剂及络合剂的加入速度、加入位置、搅拌反应釜内的物料浓度、传热、混合时间等对沉淀的晶粒形貌、颗粒直径具有很大的影响，进而影响到前驱体的电化学性能。从国内外的情况看，针对三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜，目前市场上很难找到满意的定型产品，各家采用的搅拌反应釜结构都不太一样，且反应釜体积都为10m3以下。目前随着产能的不断扩大，10m3搅拌反应釜已略显低效，急需对现有搅拌反应釜进行放大升级。因此，如何进行结构优化，以适应放大到一定规模的适合三元前驱体生产的搅拌反应釜，满足三元正极材料产能的不断扩大的生产需求，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜，能够满足三元正极材料产能的不断扩大的生产需求。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜，包括电机、减速机、搅拌器以及釜体，所述釜体内设置有换热板，所述换热板内设置有用于通入冷却流体的流体通道。优选地，在上述搅拌反应釜中，所述换热板数量为多个，多个所述换热板沿所述釜体的周向布置。优选地，在上述搅拌反应釜中，所述搅拌器包括搅拌轴以及均匀设置于所述搅拌轴上的多层搅拌叶轮。优选地，在上述搅拌反应釜中，所述搅拌叶轮的桨叶相对于水平面的倾斜角度为30°-60°。优选地，在上述搅拌反应釜中，还包括用于原料滴加的多个滴加管。优选地，在上述搅拌反应釜中，多个所述滴加管用于通入相同或不同的原料。优选地，在上述搅拌反应釜中，所述滴加管的出口位置靠近所述搅拌轴上相邻两个搅拌叶轮之间。优选地，在上述搅拌反应釜中，所述搅拌轴与所述减速机的连接端上设置有用于稳固轴体转动的机架。优选地，在上述搅拌反应釜中，所述釜体与所述搅拌轴的连接处设置有轴封。从上述技术方案可以看出，本方案通过在搅拌反应釜内设置换热板，从而解决在反应过程中反应温度较低、传热温差小且反应放热大而导致热量转移困难的问题，放大后的搅拌反应釜采用换热板设计，内部通入冷流体，从而提高换热温差，既可实现撤热、又起到挡板功能，提高循环次数、缩短混合时间。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。图1为本技术实施例提供的用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜的结构示意图。其中：电机1、减速机2、釜体3、搅拌轴4、搅拌叶轮401、换热板5、滴加管6、机架7、轴封8。具体实施方式本技术公开了一种用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜，能够满足三元正极材料产能的不断扩大的生产需求。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，图1为本技术实施例提供的用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜的结构示意图。本技术实施例提供的用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜，包括电机1、减速机2、搅拌器以及釜体3，釜体3内设置有换热板5，换热板5内设置有用于通入冷却流体的流体通道。内置换热板的设置，使放大后的搅拌反应釜具有足够的换热面积，以满足换热要求，同时传热元件又不影响体系的混合。本方案通过在搅拌反应釜内设置换热板5，从而解决在反应过程中反应温度较低、传热温差小且反应放热大而导致热量转移困难的问题，放大后的搅拌反应釜采用换热板设计，内部通入冷流体，从而提高换热温差，既可实现撤热、又起到挡板功能，提高循环次数、缩短混合时间。优选地，换热板5数量为多个，多个换热板5沿搅拌反应釜的周向布置，可提高换热效率。优选地，搅拌器包括搅拌轴以及均匀设置于搅拌轴4上的多层搅拌叶轮401，从而形成多层轴流桨。搅拌叶轮401的层数根据实际操作中，搅拌反应釜的参数选择相应匹配的层数。针对目前搅拌反应釜功耗较大的问题，在混合时间、剪切速率相当的前提下对搅拌桨叶在不同倾角下的混合性能进行考察，以期用较少的能量得到最优的混合时间及较高的剪切速率。搅拌叶轮401的桨叶相对于水平面的倾斜角度为30°-60°。优选地，选用倾斜角度为45°。本方案还包括用于原料滴加的多个滴加管6。多个滴加管6用于通入相同或不同原料。在具体实施例中，同一原料可采用多个滴加管6加入搅拌反应釜中，可达到搅拌前分布较为均匀的目的，再通过搅拌快速混合。使各种反应物料进行快速的混合，以及需要较高的剪切环境使生成的颗粒直径均匀、晶粒形貌符合锂电池的电化学性能要求。针对原料加入区域局部浓度过高导致颗粒直径不均匀、晶粒形貌不好等问题，通过原料滴加位置及滴加管数量的调整使原料能够快速均匀的分散在整个搅拌反应釜中；通过合理的参数设计，保证放大后的搅拌反应釜颗粒直径分布窄、晶体形貌趋于球形，从而提高材料的电化学性能。为了进一步优化上述技术方案，该用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜中，滴加管6的出口位置可设置在反应釜的中下部，即流速快的地方，混合效果好。特别地，滴加管6的出口位置靠近相邻两个搅拌叶轮401之间。如图1所示，当搅拌叶轮401为三层时，滴加管6的出口位置设置于底部最后一层和中间层搅拌叶轮401之间。原料滴加位置及滴加管数量的优化设计可避免局部浓度累积区域的扩大与持久性的问题。搅拌轴4与减速机2的连接端上设置有用于稳固轴体转动的机架7。釜体3与搅拌轴4的连接处设置有轴封8，轴封8为防止搅拌轴4与釜体3处泄漏而设置的密封装置。本方案提供的一种适合三元正极材料前驱体的合成的搅拌反应釜，通过对搅拌桨型、搅拌叶轮层数、搅拌叶轮桨叶倾角、滴加管原料滴加位置、滴加管数量等参数设置，对搅拌反应釜内部反应产生一定的影响，最终优化得到放大到一定规模的适合三元前驱体生产的搅拌反应釜。最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜，包括电机(1)、减速机(2)、搅拌器以及釜体(3)，其特征在于，所述釜体(3)内设置有换热板(5)，所述换热板(5)内设置有用于通入冷却流体的流体通道。

【技术特征摘要】
1.一种用于三元正极材料前驱体合成的搅拌反应釜，包括电机(1)、减速机(2)、搅拌器以及釜体(3)，其特征在于，所述釜体(3)内设置有换热板(5)，所述换热板(5)内设置有用于通入冷却流体的流体通道。2.根据权利要求1所述的搅拌反应釜，其特征在于，所述换热板(5)数量为多个，多个所述换热板(5)沿所述釜体(3)的周向布置。3.根据权利要求1所述的搅拌反应釜，其特征在于，所述搅拌器包括搅拌轴(4)以及均匀设置于所述搅拌轴(4)上的多层搅拌叶轮(401)。4.根据权利要求3所述的搅拌反应釜，其特征在于，所述搅拌叶轮(401)的桨叶相对于水平面的倾斜角度为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔觉剑，李洪涛，程迈，
申请(专利权)人：杭州原正化学工程技术装备有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33