正极材料前驱体制备装置和正极材料前驱体的制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及锂离子电池正极材料技术领域，公开了正极材料前驱体制备装置和正极材料前驱体的制备方法，所述正极材料前驱体制备装置(10)包括反应单元(12)和与所述反应单元相连通的过滤单元(14)，反应单元设置为能够接收反应料液并使得所述反应料液生成含有正极材料前驱体的浆料；过滤单元设置为能够接收由所述反应单元排出的浆料并将过滤后的浆料排入反应单元中。该正极材料前驱体制备装置能够提高制备正极材料前驱体的生产效率和正极材料前驱体的球形度。制备方法包括：步骤S10、使得将正极材料的反应料液反应生成含有正极材料前驱体的浆料；步骤S20、过滤所述步骤S10中获得的浆料并使得过滤后的浆料返回所述步骤S10中继续反应。

Preparation device of positive material precursor and preparation method of positive material precursor

【技术实现步骤摘要】
正极材料前驱体制备装置和正极材料前驱体的制备方法
本专利技术涉及锂离子电池正极材料
，具体地涉及一种正极材料前驱体制备装置和正极材料前驱体的制备方法。
技术介绍
随着近年来新能源汽车产和销量的双增长，带动了整个上下游产业链快速发展，尤其是对动力电池的需求量不断攀升。由于动力电池占新能源整车制造成本约30～40％，要使新能源汽车更具价格优势，需降低动力电池成本。而在动力电池的构成成本当中，正极材料的成本超过40％，因此如何降低正极材料的成本成为关键。前驱体可以认为是目标产物的中间品，即在经过某些步骤就可实现目标产物的前级产物。在正极材料的成本构成中，前驱体的成本超过50％，因此降低前驱体的成本可以直接降低正极材料的成本。以锂离子电池正极材料为例，目前，主要采用共沉淀法制备正极材料前驱体。为了得到粒度适宜、颗粒致密、球形度较好、结晶较好的前驱体产品，往往会增加前驱体的反应料液在反应釜中的停留时间，然而，增加停留时间会降低生产效率，增加生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的通过增加在反应釜中的停留时间来提高正极材料前驱体的球形度密而导致生产效率较低的问题，提供一种正极材料前驱体制备装置，该正极材料前驱体制备装置不仅能够提高制备正极材料前驱体的生产效率，而且能够提高正极材料前驱体的致密度和颗粒的球形度。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种正极材料前驱体制备装置，所述正极材料前驱体制备装置包括：反应单元，所述反应单元设置为能够接收反应料液并使得所述反应料液生成含有正极材料前驱体的浆料；以及过滤单元，所述过滤单元与所述反应单元相连通，所述过滤单元设置为能够接收由所述反应单元排出的浆料并将过滤后的浆料排入所述反应单元中。在上述技术方案，通过设置过滤单元，可滤出由所述反应单元排放的含有正极材料前驱体的浆料中的清液如水并将过滤后的浆料返回到所述反应单元中继续反应，由此提高了所述反应单元中的含有正极材料前驱体的浆料的固含量，例如所述反应单元中的含有正极材料前驱体的浆料的固含量可达到900g/L以上，这样，加剧了浆料中的正极材料前驱体颗粒之间的相互碰撞和摩擦，由此，不仅提高了生产效率，而且大大改善了正极材料前驱体颗粒的球形度和形貌，相应的提高了正极材料前驱体颗粒的堆积密度，从而提高了锂电池的电性能。优选地，所述过滤单元包括过滤组件，所述过滤组件包括过滤外壳以及安装于所述过滤外壳内的过滤膜，所述过滤外壳上开设有供所述浆料进入的浆料进口、供过滤后的浆料排出的过滤浆料出口以及供过滤出的浆料中的清液排出的清液排出口。优选地，所述过滤单元包括多个所述过滤组件，多个所述过滤组件并联连接。优选地，所述过滤膜的孔径为不大于0.01μm；和/或，所述过滤膜为内压式过滤膜。优选地，所述反应单元包括：第一反应组件，所述第一反应组件包括反应釜以及设置在所述反应釜内的反应搅拌器，所述反应釜设有供所述反应料液进入的反应料液进入口、供反应生成的浆料溢出的浆料溢流口以及能够与所述过滤浆料出口相连通的回料口；以及第二反应组件，所述第二反应组件包括陈化釜以及设置在所述陈化釜内的陈化搅拌器，所述陈化釜设有与所述浆料溢流口相连通的陈化进料口和供陈化后的浆料排出的陈化排料口，所述陈化排料口能够与所述浆料进口相连通。优选地，所述第一反应组件包括设置于所述反应釜的内壁并向所述反应釜内突出的折流板；和/或所述第一反应组件包括设置于所述反应釜的外壁的传热层，所述传热层设置为能够加热所述反应釜。优选地，所述正极材料前驱体制备装置包括连通组件，所述连通组件包括连接所述陈化排料口和所述浆料进口的连接管以及设置在所述连接管上的控制阀；和/或所述正极材料前驱体制备装置包括清液导出组件，所述清液导出组件包括设置在所述清液排出口处的清液导出管以及设置在所述清液导出管的观察窗。本专利技术第二方面提供一种正极材料前驱体的制备方法，所述正极材料前驱体的制备方法包括：步骤S10、使得反应料液反应生成含有正极材料前驱体的浆料；步骤S20、过滤所述步骤S10中获得的浆料并使得过滤后的浆料返回所述步骤S10中继续反应。上述制备方法制备含有正极材料前驱体的效率较高，且制备得到的含有正极材料前驱体的致密度高、球形度更好。优选地，在所述步骤S20中，过滤浆料时滤出的清液以100L/h-1000L/h速度排出。优选地，所述步骤S10包括：步骤S10a、首先使得反应料液反应生成含有正极材料前驱体的浆料；步骤S10b、将所述步骤S10a中获得的含有正极材料前驱体的浆料排出继续陈化；之后，将陈化后的含有正极材料前驱体的浆料导出进行过滤。附图说明图1是本专利技术优选实施方式的正极材料前驱体制备装置的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例1中所得的正极材料前驱体的扫描电子显微镜图；图3是本专利技术对比例1中所得的正极材料前驱体的扫描电子显微镜图。附图标记说明10-正极材料前驱体制备装置；12-反应单元；120-反应釜；121-陈化釜；122-反应搅拌器；123-陈化搅拌器；124-传热层；125-陈化釜保温层；126-反应釜保温层；127-第二电机；128-第一电机；130-溢流管；132a-第一进料管；132b-第二进料管；132c-第三进料管；14-过滤单元；140-过滤组件；141-过滤外壳；143-过滤膜；16-连通组件；160-连接管；161-连接主管；162-控制阀；163-支管；164-输送泵；18-折流板；19-清液导出组件；190-清液导出管；192-观察窗；194-流量计。具体实施方式在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图和实际应用中的方位理解；“内、外”是指部件的轮廓的内、外。本专利技术提供了一种正极材料前驱体制备装置，正极材料前驱体制备装置10包括反应单元12，反应单元12设置为能够接收反应料液并使得所述反应料液生成含有正极材料前驱体的浆料，可以理解的是，可将正极材料如镍钴锰三元正极材料或是镍钴铝三元正极材料的反应料液加入到反应单元12中进行相应的反应以生成含有正极材料前驱体的浆料；正极材料前驱体制备装置10还包括过滤单元14，过滤单元14与反应单元12相连通，过滤单元14设置为能够接收由反应单元12排出的浆料并将过滤后的浆料排入反应单元12中，可以理解的是，反应单元12中生成的含有正极材料前驱体的浆料可排入到过滤单元14中进行过滤，过滤后的含有正极材料前驱体的浆料可再次排入到反应单元12中继续反应，而过滤出的清液如水可排出正极材料前驱体制备装置10。通过设置过滤单元14，可滤出由反应单元12排放的含有正极材料前驱体的浆料中的清液如水并将过滤后的浆料返回到反应单元12中继续反应，由此提高了反应单元12中的含有正极材料前驱体的浆料的固含量例如反应单元12中的含有正极材料前驱体的浆料的固含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极材料前驱体制备装置，其特征在于，所述正极材料前驱体制备装置(10)包括：/n反应单元(12)，所述反应单元(12)设置为能够接收反应料液并使得所述反应料液生成含有正极材料前驱体的浆料；以及/n过滤单元(14)，所述过滤单元(14)与所述反应单元(12)相连通，所述过滤单元(14)设置为能够接收由所述反应单元(12)排出的浆料并将过滤后的浆料排入所述反应单元(12)中。/n

【技术特征摘要】
20190628 CN 20192099484021.一种正极材料前驱体制备装置，其特征在于，所述正极材料前驱体制备装置(10)包括：
反应单元(12)，所述反应单元(12)设置为能够接收反应料液并使得所述反应料液生成含有正极材料前驱体的浆料；以及
过滤单元(14)，所述过滤单元(14)与所述反应单元(12)相连通，所述过滤单元(14)设置为能够接收由所述反应单元(12)排出的浆料并将过滤后的浆料排入所述反应单元(12)中。


2.根据权利要求1所述的正极材料前驱体制备装置，其特征在于，所述过滤单元(14)包括过滤组件(140)，所述过滤组件(140)包括过滤外壳(141)以及安装于所述过滤外壳(141)内的过滤膜(143)，所述过滤外壳(141)上开设有供所述浆料进入的浆料进口、供过滤后的浆料排出的过滤浆料出口以及供过滤出的浆料中的清液排出的清液排出口。


3.根据权利要求2所述的正极材料前驱体制备装置，其特征在于，所述过滤单元(14)包括多个所述过滤组件(140)，多个所述过滤组件(140)并联连接。


4.根据权利要求2所述的正极材料前驱体制备装置，其特征在于，所述过滤膜(143)的孔径为不大于0.01μm；和/或，
所述过滤膜(143)为内压式过滤膜。


5.根据权利要求2-4中任意一项所述的正极材料前驱体制备装置，其特征在于，所述反应单元(12)包括：
第一反应组件，所述第一反应组件包括反应釜(120)以及设置在所述反应釜(120)内的反应搅拌器(122)，所述反应釜(120)设有供所述反应料液进入的反应料液进入口、供反应生成的浆料溢出的浆料溢流口以及能够与所述过滤浆料出口相连通的回料口；以及
第二反应组件，所述第二反应组件包括陈化釜(121)以及设置在所述陈化釜(121)内的陈化搅拌器(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张朋立，宋顺林，姚倩芳，刘亚飞，陈彦彬，关志波，
申请(专利权)人：当升科技常州新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32