适用于干燥锂离子电池正极材料的真空干燥机及其应用方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于干燥锂离子电池正极材料的真空干燥机及其应用方法，真空干燥机包括筒体，筒体上设搅拌装置，搅拌装置包括搅拌驱动机构，搅拌驱动机构输出端连接搅拌轴，搅拌轴的下端安装搅拌桨，搅拌桨包括沿搅拌轴的周向设置的第一搅拌桨和第二搅拌桨，第一搅拌桨上开有通孔，第二搅拌桨的下沿设有第一开口槽。该真空干燥机通过设置第一搅拌桨和第二搅拌桨，并在其上分别设置通孔和第一开口槽，第二搅拌桨上设置第一开口槽可有效提高搅拌时对物料的耙散效果，第一搅拌桨上设置通孔可使开口槽轨迹上的物料向上翻动，提高搅拌分散效果。该真空干燥机用于干燥锂离子电池正极材料颗粒时，可有效提高搅拌分散均匀性、提高干燥效率。

Vacuum dryer for drying cathode materials of lithium ion batteries and its application

【技术实现步骤摘要】
适用于干燥锂离子电池正极材料的真空干燥机及其应用方法
本专利技术涉及干燥设备
，具体而言，涉及一种适用于干燥锂离子电池正极材料的真空干燥机及其应用方法。
技术介绍
目前，盘式干燥机、真空耙式干燥机、双锥真空干燥机等是在医药、化工、农药、食品行业广泛使用的烘干设备，同时也被广泛应用于锂离子动力电池领域。为保证高镍三元锂离子电池正极材料品质，在其前驱体原料及高镍正极材料生产过程中，需要用到真空干燥机，以保证材料在干燥机内不被异物引入发生反应。申请号为201410610597.1的专利文献公开了一种刮板搅拌真空干燥机，包括立式筒、搅拌装置、抽气装置和加热装置。其中立式筒为分体式结构，包括筒体和筒盖，筒体具有闭合端、开口端和侧壁，在闭合端的靠近侧壁处开设有出料口，筒盖盖装在开口端，筒盖上开设有进料口和抽气口。搅拌装置由驱动机构、主轴、搅拌架和刮板依次连接而成，主轴穿过筒盖伸入筒体内，搅拌架装设在主轴下端，刮板装设在搅拌架下端，抽气装置装设在抽气口处，加热装置包覆在筒体上。该真空干燥机主要存在以下缺陷：（1）搅拌装置采用搅拌架+横臂+刮板的形式，其结构复杂，搅拌时对物料的搅拌均匀性不够，导致对物料干燥的均匀性不一致，干燥时间较长；（2）只设置一台搅拌电机，干燥过程和下料过程中搅拌电机的转速一致，为了保证干燥效率，通常搅拌电机的搅拌转速较高，当用于锂离子电池正极材料时，较高的干燥转速对正极材料颗粒有解离作用，会影响产品品质；（3）下料口设置在筒体闭合端的正下方，有漏料的风险，且下料阀结构复杂，容易残料。此外，现有的用于干燥锂离子电池正极材料的真空干燥机，通常是在筒体外设置夹套式的加热冷却室，并且设置加热装置和冷却装置分别与加热冷却室的内腔连通。在干燥时通过加热装置向加热冷却室内通入加热介质，干燥完成后向加热冷却室内通入冷却介质将锂离子电池正极材料在筒体内进行冷却。这种物料冷却方式需要将干燥后的正极材料中筒体内进行冷却，影响生产效率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种适用于干燥锂离子电池正极材料的真空干燥机及其应用方法，以至少解决现有技术中的真空干燥机搅拌均匀性不好、干燥时间较长的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种适用于干燥锂离子电池正极材料的真空干燥机，包括筒体，筒体上设有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌驱动机构，搅拌驱动机构的输出端连接一伸入筒体内的搅拌轴，搅拌轴的下端安装有搅拌桨，搅拌桨包括沿搅拌轴的周向设置的第一搅拌桨和第二搅拌桨，第一搅拌桨上开有通孔，第二搅拌桨的下沿设有第一开口槽。进一步地，搅拌桨还包括一沿搅拌轴的周向设置的第三搅拌桨，第三搅拌桨的下沿设有第二开口槽。进一步地，从搅拌轴的轴线至第一开口槽的距离与从搅拌轴的轴线至第二开口槽的距离不相等。进一步地，第二开口槽的数量为至少7个，且至少7个第二开口槽沿第三搅拌桨的长度方向等间距设置。进一步地，通孔的数量为至少3个，且至少3个通孔沿第一搅拌桨的长度方向等间距设置；第一开口槽的数量为至少4个，且至少4个第一开口槽沿第二搅拌桨的长度方向等间距设置。进一步地，第一搅拌桨、第二搅拌桨和第三搅拌桨均相对于筒体的内腔底面呈30°-35°夹角倾斜设置。进一步地，第一搅拌桨、第二搅拌桨和第三搅拌桨的上沿与水平面之间的夹角均为1°-3°。进一步地，第一搅拌桨、第二搅拌桨和第三搅拌桨的自由端与筒体的侧壁之间的间隙均为5mm-15mm。进一步地，第一搅拌桨、第二搅拌桨和第三搅拌桨的下沿与筒体的内腔底部之间的间隙均为3mm-5mm。进一步地，筒体和搅拌轴均为不锈钢材质并进行抛光处理，第一搅拌桨、第二搅拌桨和第三搅拌桨均进行喷涂处理。进一步地，筒体的上方设有上盖，上盖上设有抽真空口，抽真空口连接一除尘器，除尘器为带反吹功能的除尘器。进一步地，搅拌驱动机构为一可自由切换的双电机驱动系统。进一步地，双电机驱动系统包括第一电机驱动系统和第二电机驱动系统，且第一电机驱动系统和第二电机驱动系统可以不同的转速驱动搅拌轴旋转。进一步地，第一电机驱动系统和第二电机驱动系统的驱动转速至少相差五倍以上。进一步地，第一电机驱动系统的驱动转速控制在0.5r/min-1r/min，第二电机驱动系统的驱动转速控制在5r/min-10r/min。进一步地，第二电机驱动系统包括下料电机和主减速机，下料电机的输出端连接主减速机，主减速机的转轴与搅拌轴的上端连接；第一电机驱动系包括搅拌电机、搅拌减速机、离合器和前述的第二电机驱动系统；搅拌电机的输出端连接搅拌减速机，搅拌减速机通过离合器与第二电机驱动系统的下料电机连接。进一步地，筒体的侧壁下部设有一下料腔，真空干燥机还包括一出料冷却装置，出料冷却装置包括：冷却炉体，冷却炉体上设有与下料腔连通的冷却进料口，冷却进料口与冷却炉体的炉腔连通；冷却搅拌装置，安装在冷却炉体上，冷却搅拌装置用于搅拌翻动冷却炉体内的物料；冷却炉体为夹套式结构，冷却炉体的炉腔外围设有用于对物料进行冷却的冷却夹层，冷却炉体上设有分别与冷却夹层的内部连通的冷却介质入口和冷却介质出口。进一步地，冷却搅拌装置包括：冷却搅拌电机；冷却搅拌轴，转动安装在冷却炉体的炉腔内，冷却搅拌电机的转轴与冷却搅拌轴连接，冷却炉体为卧式炉体，冷却搅拌轴沿冷却炉体的炉腔横向设置；冷却搅拌叶片，安装在冷却搅拌轴上，且冷却搅拌叶片为螺带式叶片。进一步地，冷却介质入口设置在冷却夹层的下侧，冷却介质出口设置在冷却夹层的上侧，冷却夹层的底部还设有一冷却介质排尽口，冷却介质排尽口与冷却夹层的内部连通。进一步地，冷却炉体上还设有一排气口，排气口与冷却炉体的炉腔连通；冷却炉体的顶部还安装一冷却除尘器，冷却除尘器与冷却炉体的炉腔连通。进一步地，冷却炉体的底部还设有一用于对冷却炉体的物料进行称重的称重模块。根据本专利技术的另一方面，提供了一种上述的真空干燥机的应用方法，将真空干燥机用于锂离子电池正极材料的制备干燥，待锂离子电池正极材料的半成品制备完成后送入真空干燥机先进行干燥，在干燥过程中，先使离合器闭合，并关闭下料电机，通过搅拌电机、搅拌减速机和主减速机驱动搅拌桨慢速转动，以进行物料的干燥；在干燥后的出料过程中，离合器松开，关闭搅拌电机，通过下料电机和主减速机驱动搅拌桨快速度转动，以进行出料。应用本专利技术的技术方案，在第一搅拌桨上开设通孔，在第二搅拌桨的下沿设置第一开口槽，形成不同形状的第一搅拌桨和第二搅拌桨，通过第一开口槽的设置可以有效提高搅拌时对物料的耙散效果；通过在第一搅拌桨上开设通孔，有利于使开口槽轨迹上的物料向上翻动。该真空干燥机通过搅拌桨结构的特殊设计，可有效提高锂离子电池正极材料颗粒的搅拌分散均匀性，提高干燥效率，缩短干燥时间。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例1的真空干燥机的结构示意图。图2为图1中A处的局部放大图。图3为图1中B处的局部放大图。图4为图1的俯视图。图5为本专利技术实施例1的真空干燥机中第一搅拌桨的结构示意图。图6为本专利技术实施例1的真本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于干燥锂离子电池正极材料的真空干燥机，包括筒体（10），所述筒体（10）上设有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌驱动机构（20），所述搅拌驱动机构（20）的输出端连接一伸入所述筒体（10）内的搅拌轴（30），所述搅拌轴（30）的下端安装有搅拌桨（40），其特征在于，所述搅拌桨（40）包括沿所述搅拌轴（30）的周向设置的第一搅拌桨（41）和第二搅拌桨（42），所述第一搅拌桨（41）上开有通孔（411），所述第二搅拌桨（42）的下沿设有第一开口槽（421）。

【技术特征摘要】
2018.12.13 CN 20181152663301.一种适用于干燥锂离子电池正极材料的真空干燥机，包括筒体（10），所述筒体（10）上设有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌驱动机构（20），所述搅拌驱动机构（20）的输出端连接一伸入所述筒体（10）内的搅拌轴（30），所述搅拌轴（30）的下端安装有搅拌桨（40），其特征在于，所述搅拌桨（40）包括沿所述搅拌轴（30）的周向设置的第一搅拌桨（41）和第二搅拌桨（42），所述第一搅拌桨（41）上开有通孔（411），所述第二搅拌桨（42）的下沿设有第一开口槽（421）。2.根据权利要求1所述的真空干燥机，其特征在于，所述搅拌桨（40）还包括一沿所述搅拌轴（30）的周向设置的第三搅拌桨（43），所述第三搅拌桨（43）的下沿设有第二开口槽（431）。3.根据权利要求2所述的真空干燥机，其特征在于，从所述搅拌轴（30）的轴线至所述第一开口槽（421）的距离与从所述搅拌轴（30）的轴线至所述第二开口槽（431）的距离不相等。4.根据权利要求2所述的真空干燥机，其特征在于，所述第二开口槽（431）的数量为至少7个，且至少7个所述第二开口槽（431）沿所述第三搅拌桨（43）的长度方向等间距设置。5.根据权利要求2所述的真空干燥机，其特征在于，所述通孔（411）的数量为至少3个，且至少3个所述通孔（411）沿所述第一搅拌桨（41）的长度方向等间距设置；所述第一开口槽（421）的数量为至少4个，且至少4个所述第一开口槽（421）沿所述第二搅拌桨（42）的长度方向等间距设置。6.根据权利要求2所述的真空干燥机，其特征在于，所述第一搅拌桨（41）、所述第二搅拌桨（42）和所述第三搅拌桨（43）均相对于所述筒体（10）的内腔底面呈30°-35°夹角倾斜设置。7.根据权利要求2所述的真空干燥机，其特征在于，所述第一搅拌桨（41）、所述第二搅拌桨（42）和所述第三搅拌桨（43）的上沿与水平面之间的夹角均为1°-3°。8.根据权利要求2所述的真空干燥机，其特征在于，所述第一搅拌桨（41）、所述第二搅拌桨（42）和所述第三搅拌桨（43）的自由端与所述筒体（10）的侧壁之间的间隙均为5mm-15mm。9.根据权利要求2所述的真空干燥机，其特征在于，所述第一搅拌桨（41）、所述第二搅拌桨（42）和所述第三搅拌桨（43）的下沿与所述筒体（10）的内腔底部之间的间隙均为3mm-5mm。10.根据权利要求2所述的真空干燥机，其特征在于，所述筒体（10）的上方设有上盖（11），所述上盖（11）上设有抽真空口（12），所述抽真空口（12）连接一除尘器，所述除尘器为带反吹功能的除尘器。11.根据权利要求1所述的真空干燥机，其特征在于，所述搅拌驱动机构（20）为一可自由切换的双电机驱动系统。12.根据权利要求11所述的真空干燥机，其特征在于，所述双电机驱动系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁小波，唐志强，蒋文平，周惠，
申请(专利权)人：湖南杉杉能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43