本实用新型专利技术涉及一种锂电正极材料前驱体合成装置，包括反应釜和浓密釜；反应釜顶部中心设有搅拌电机，通过釜内搅拌轴与搅拌桨连接，顶部有釜盖，并设有进液管道；浓密釜顶部中心设有搅拌电机，通过搅拌轴与搅拌桨连接，上部设有排气口；打液泵通过抽液口、抽液管道、进液口将反应釜内料液打到浓密釜，料液经过过滤装置过滤后，清液随排液管道排出，浓密后的浆料通过排浓浆口、排浓浆管道返回反应釜。该装置在不缩短反应液的平均反应停留时间的基础上，增加进入反应釜的原料量，提高了生产效率；同时，进一步改善了前驱体颗粒的球形度，增加前驱体产品密度。另外，本实用新型专利技术能够满足不同排清液量的要求，适用范围广，操作简单，适于工业化生产。
A precursor synthesis device for lithium cathode materials
【技术实现步骤摘要】
一种锂电正极材料前驱体合成装置
本专利技术属于化工设备领域，具体涉及一种锂电正极材料前驱体合成装置。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，对电池新材料需求的不断增加，加上手机、笔记本电脑、数码产品、电动汽车等产品对新型、高效、环保电池材料的强劲需求，电池新材料市场也将不断扩大。以锂电池为代表的绿色二次电池具有高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、体积小、内阻小、自放电少等特点，发展前景广阔。锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液等部分组成，其中正极材料占有较大比例，其性能直接影响着锂离子电池的性能，且其成本也直接决定电池成本。工业生产中锂电正极材料的主流方法是共沉淀法结合高温固相法，首先是共沉淀法制备前驱体，然后再混锂、煅烧等获得三元材料。前驱体是一种技术难度较高的中间体，在锂电正极材料产业链中占据重要位置，具有较高的技术壁垒，且对三元材料的品质有传承性的影响，因此也引起了社会各界的广泛研究。前驱体主流的制备方法是共沉淀法，将反应原料加入反应釜进行反应，反应完成后再进行陈化、过滤洗涤、烘干等得到前驱体产品。采用这种方法制备过程中，为了得到球形度较好、颗粒致密的前驱体产品，往往会采用小的进液流量，延长反应液在反应釜中的平均停留时间，这在一定程度上降低了前驱体的生产效率，增加了生产成本。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种锂电正极材料前驱体合成装置。该装置将反应釜和浓密釜相连，通过打液泵将反应釜内浆料打入浓密釜，浆料在浓密釜通过过滤装置过滤并排走掉部分清液，剩余浓浆返回反应釜，因此可以在不缩短反应液在反应釜平均停留时间的基础上，增加进入反应釜的原料量，提高生产效率。同时，经浓密釜返回反应釜的浆料前驱体颗粒含量增加，相互间碰撞、摩擦加剧，进一步改善前驱体颗粒的球形度，增加前驱体产品密度。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种锂电正极材料前驱体合成装置，包括反应釜（1）和浓密釜（2）；所述反应釜（1）顶部中心设有第一搅拌电机（101），通过釜内搅拌轴（109）与第一搅拌桨（110）连接，顶部有釜盖（105），并设有进液管道（102、103、104）；浓密釜（2）顶部中心设有第二搅拌电机（201），通过搅拌轴（216）与第二搅拌桨（217）连接，上部设有排气口（203）；打液泵（114）通过抽液口（112）、抽液管道（113）、进液口（218）将反应釜（1）内料液打到浓密釜（2），料液经过过滤装置（208）过滤后，清液随排液管道（213）排出，浓密后的浆料通过排浓浆口（220）、排浓浆管道（206）返回反应釜内。进一步，所述进液管道包括氨溶液进液管道（102）、碱溶液进液管道（103）、混合盐溶液进液管道（104）。进一步，所述反应釜（1）外侧设有夹套（106），通过夹套内导热介质来控制反应釜的温度。进一步，所述反应釜（1）设有第一溢流口（107），反应完的浆料通过第一溢流口（107）进入下一道工序。进一步，所述反应釜（1）外壁设有保温层（108），减少反应过程散热量，有利于反应温度的控制。进一步，所述反应釜（1）底部设有排液口（111），反应结束后，釜内浆料通过排液口（111）排出。进一步，浓密釜（2）内设两组以上两组以上过滤装置（208），过滤装置过滤孔径＜1.0μm，能够拦截物料通过，过滤后的溶液清澈透明。进一步，浓密釜（2）内过滤装置（208）过滤后的清液随排液管道（213）排出，排液管道上设有第一电动控制控制阀（211）、第二电动控制阀（214）控制排清液的方式和排清液的流量大小；排清液方式包括不排清液，同时排清液或交替排清液。进一步，排液管道（213）设有流量计（215），用于计量排清液的流量。进一步，反应过程中，反应釜的原料进液量等于排液管道（213）排的清液量和第一溢流口（107）溢流的浆料量的总和，在不改变其他条件下，增加排清液量，可以增大反应釜原料进液量，提高生产效率。进一步，浓密釜（2）内过滤装置（208）与氮气反吹管道（210）相连，并设有第一气动控制阀（209）和第二气动控制阀（212），控制氮气反吹的方式包括不反吹、同时反吹或交替反吹，避免过滤装置堵塞。进一步，反吹过程中应打开排气控制阀（202），反吹氮气通过排气口（203）、排气控制阀（202）排出。进一步，浓密釜（2）设有第二溢流口（204），浓密釜到达一定液位后，浆液通过第二溢流口（204）、溢流管道（205）返回反应釜，防止浓密釜内液位过高。进一步，浓密釜（2）设有保温层（207），减少过程中散热对反应釜温度的影响。进一步，浓密釜（2）设有排液口（219），反应结束后，釜内浆料通过排液口（219）排出。本技术与现有技术相比，具有以下优点：（1）本技术的合成装置采用连续法制备产品，具有产品一致性好，操作简单，生产效率高等优点。（2）本技术的合成装置不缩短反应液的平均反应停留时间的基础上，增加进入反应釜的原料量，提高了生产效率。（3）经浓密釜返回反应釜的浆料前驱体颗粒浓度大，相互间碰撞、摩擦加剧，进一步改善了前驱体颗粒的球形度，增加前驱体产品密度。（4）本技术的合成装置能够满足不同排清液量的要求，适用范围广，操作简单，适于进行工业化生产。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，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它的附图。图1为电池材料合成装置的结构示意图。图1中的各标号表示：1反应釜第一搅拌电机（101）、氨溶液进液管道（102）、碱溶液进液管道（103）、混合盐溶液进液管道（104）、釜盖（105）、夹套（106）、第一溢流口（107）、保温层（108）、搅拌轴（109）、第一搅拌桨（110）、排液口（111）、抽液口（112）、抽液管道（113）、打液泵（114）。2浓密釜第二搅拌电机（201）、排气控制阀（202）、排气口（203）、第二溢流口（204）、溢流管道（205）、排浓浆管道（206）、保温层（207）、过滤装置（208）、第一气动控制阀（209）和第二气动控制阀（212）、氮气反吹管道（210）、第一电动控制阀（211）和第二电动控制阀（214）、排液管道（213）、流量计（215）、搅拌轴（216）、第二搅拌桨（217）、进液口（218）排液口（219）、排浓浆口（220）。具体实施方式为使本技术的创造点更一目了然，以下结合附图和具体的实施方案对本技术做进一步阐述。如图1所示，一种锂电正极材料前驱体合成装置，包括反应釜（1）和浓密釜（2）；反应釜（1）包括第一搅拌电机（101）、氨溶液进液管道（102）、碱溶液进液管道（103）、混合盐溶液进液管道（104）、釜盖（105）、夹套（106）、第一溢流口（107）、保温层（108）、搅拌轴（109）、第一搅拌桨（110）、排液口（111）、抽液口（112）、抽液管道（113）、打液泵（114）；浓密釜（2）包括第二搅拌电机（201）、排气控制阀（202）、排气口（203）、第二溢流口（204）、溢流管道（205）、排浓浆管本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂电正极材料前驱体合成装置，包括反应釜（1）和浓密釜（2），其特征在于：所述反应釜（1）顶部中心设有第一搅拌电机（101），通过釜内搅拌轴（109）与第一搅拌桨（110）连接，顶部有釜盖（105），并设有进液管道（102、103、104）；所述浓密釜（2）顶部中心设有第二搅拌电机（201），通过搅拌轴（216）与第二搅拌桨（217）连接，上部设有排气口（203）；打液泵（114）通过抽液口（112）、抽液管道（113）、进液口（218）将反应釜（1）内料液打到浓密釜（2），料液经过过滤装置（208）过滤后，清液随排液管道（213）排出，浓密后的浆料通过排浓浆口（220）、排浓浆管道（206）返回反应釜内。
【技术特征摘要】
1.一种锂电正极材料前驱体合成装置，包括反应釜（1）和浓密釜（2），其特征在于：所述反应釜（1）顶部中心设有第一搅拌电机（101），通过釜内搅拌轴（109）与第一搅拌桨（110）连接，顶部有釜盖（105），并设有进液管道（102、103、104）；所述浓密釜（2）顶部中心设有第二搅拌电机（201），通过搅拌轴（216）与第二搅拌桨（217）连接，上部设有排气口（203）；打液泵（114）通过抽液口（112）、抽液管道（113）、进液口（218）将反应釜（1）内料液打到浓密釜（2），料液经过过滤装置（208）过滤后，清液随排液管道（213）排出，浓密后的浆料通过排浓浆口（220）、排浓浆管道（206）返回反应釜内。2.根据权利要求1所述的锂电正极材料前驱体合成装置，其特征在于：所述进液管道包括氨溶液进液管道（102）、碱溶液进液管道（103）、混合盐溶液进液管道（104）。3.根据权利要求1所述的锂电正极材料前驱体合成装置，其特征在于：所述反应釜（1）外侧设有夹套（106），通过夹套内导热介质来控制反应釜的温度。4.根据权利要求1所述的锂电正极材料前驱体合成装置，其特征在于：浓密釜（2）内设两组以上两组以上过滤装置（208），过滤装置过滤孔径＜1.0μm。5.根据权利要求1所述的锂电正极材料前驱体合成装...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦彬，张朋立，宋顺林，刘帅，刘亚飞，李建忠，
申请(专利权)人：北京当升材料科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11
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