湿法制备固态电解质的进料装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了湿法制备固态电解质的进料装置，包括反应釜及与所述反应釜以进料管线相连的粉体进料系统、盐溶液进料系统、酸液进料系统和气体进料系统，所述粉体进料系统、盐溶液进料系统、酸液进料系统和气体进料系统的出料口分别为反应釜的粉体料进料口、盐溶液进料口、酸液进料口和气体进料口；所述粉体料进料口设于所述反应釜顶部，所述盐溶液进料口和酸液进料口设于所述反应釜中上部侧壁，所述气体进料口设于所述反应釜中下部侧壁。本实用新型专利技术中的进料装置适用于批量生产元素掺杂或者表面包覆修饰改性的无机固态电解质的进料装置，用以弥补现有技术中的空白。

【技术实现步骤摘要】
湿法制备固态电解质的进料装置
本技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种湿化学法制备固态电解质过程中所适用的进料装置。
技术介绍
锂离子二次电池是现有二次电池中能力密度高且能在高电压下进行工作的一种最为稳定的二次电池，且最符合小型化、轻量化的发展趋势，因此被手机、电脑、摄像机等信息设备广泛使用。近年来，在发展迅猛的新能源动力领域内，锂离子电池的需求也在逐年高涨。锂离子二次电池具有正极层、负极层以及配置于正负极层之间的电解质层。当电解质层中所使用的为液体状电解质(简称“电解液”)时，电解液容易向正极层和负极层的内部渗透，从而在交界处形成含有活性物质与电解液的界面，可提升电池性能。但是，由于广泛使用的电解液中均含有可燃性有机溶剂，所以在电池系统中需安装抑制电池短路时温度上升的安全装置或者采用其他方式作为安全装置。同时，电解液还存在漏液腐蚀、易爆等问题。有研究者提出将电解液变为固体电解质层、从而将锂离子电池全固体化的方法，上述方法中，将电解液变为固体电解质层而将电池全固体化的锂固体电池由于在电池内不使用可燃性的有机溶剂，所以认为实现了安全装置的简化，同时还能够提升制造效率。利用无机固体电解质组装的全固态锂离子电池的离子电导率较高，并具有宽的电化学稳定窗口以及极高的安全性。但是与液体电解质的电学性能进行对比，其电导率仍然比较低，因此，进一步提高离子电导率是这类材料实用化的关键问题。掺杂是提高固体电解质电导率的一种行之有效的方法，研究发现采用异价元素对石榴石结构中A、B或C位元素进行部分取代，利用元素半径及化合价的差异重新调整晶体结构，形成更适合于锂离子传导的传输通道，有利于锂离子的迁移，提高锂离子电导率。目前，以掺杂改性为主的无机固态电解质的制备工艺多是采用固相反应的方法。该方法制备得到的粉体材料存在许多缺点，如杂质含量高、粉体颗粒较粗、较宽的粒子尺寸分布、较高的粒子粘连度、不规则的粒子形态等，这些都会影响产品质量，从而影响极片加工性能、电池的电化学性能，无法满足实际应用要求。湿化学法制备(掺杂改性)无机固态电解质越来越受到关注，这就需要对传统的干料进料装置进行改进，以满足湿法化学制备(掺杂改性)无机固态电解质的需求。
技术实现思路
为了解决所述现有技术的不足，本技术提供了一种适用于制备无机固态电解质的进料装置，尤其适用于批量生产元素掺杂或者表面包覆修饰改性的无机固态电解质的进料装置，用以弥补现有技术中的空白。采用本专利技术中的进料装置，不仅能够有效预防掺杂或者包覆元素分布不均，实现了原材料在分子级水平的均匀混合，从而解决了现有制备方法制备出的产品粒径大分布不均匀、试验重复性差的问题，还能够可以控制进料速度、提升了自动化的程度，降低了制备成本，适用于批量化的生产过程。本技术所要达到的技术效果通过以下方案实现：本技术中提供的湿法制备固态电解质的进料装置，包括反应釜及与所述反应釜以进料管线相连的粉体进料系统、盐溶液进料系统、酸液进料系统和气体进料系统，所述粉体进料系统、盐溶液进料系统、酸液进料系统和气体进料系统的出料口分别为反应釜的粉体料进料口、盐溶液进料口、酸液进料口和气体进料口；所述粉体料进料口设于所述反应釜顶部，所述盐溶液进料口和酸液进料口设于所述反应釜中上部侧壁，所述气体进料口设于所述反应釜中下部侧壁。湿法制备固态电解质的工艺步骤中，原料如何能够得到充分的混合反应是进料过程中最为关键的步骤。本技术中将粉料、盐溶液、酸液和气体分别设立独立的进料系统，使反应物进料时的比例控制更加精准，预防混料造成的进料量不准确。粉体由反应釜顶部进料，液体从中上部进料，气体由中下部进料，这样的进料方式使得粉体能够充分与液体互混，气体能够与所有原料表面相接触，同时由于气体进料为由下至上，还能够充分带动粉体与液体的互混，形成局部的“微搅拌”，实现原材料在分子级水平的均匀混合。进一步地，所述反应釜顶部设有可开合的顶盖、底部设有固定底座。进一步地，所述反应釜为卧式结构，其内部设有搅拌装置；所述反应釜一端为封闭端，另一端为可开合的出料端。反应釜为高度较低、长度较高的卧式结构一方面可以增大原料之间的混合效率，另一方面可延长搅拌长度，使原料得到充分的混合搅拌，气体也能有足够的空间进行弥散。进一步地，所述粉体料进料口设于封闭端顶部，所述盐溶液进料口和酸液进料口设于更接近封闭端的反应釜中上部侧壁，所述气体进料口设于更接近封闭端的反应釜中下部侧壁。原料均从封闭端进，延长了搅拌过程的长度及时间，同时粉体进料口设于封闭端最顶部，为粉体料的沉降和混合提供了足够的时间。进一步地，所述反应釜出料端以管线连接泵体，所述泵体出料口与储料仓相连。储料仓用于装置混合好的固态电解质，进一步地，还能够在储料仓内设置搅拌装置，使之充当第二反应釜。进一步地，所述粉体进料系统包括一个或者多个料仓，所述料仓放置原料粉体；所述料仓为多个时，各料仓的出料管线连接于同一个粉体料进料管线，由粉体料进料管线输送粉体料。粉体原料往往为2种或者2种以上，这时就需要设置多个料仓进行区分进料以保证进料质量的准确性。进一步地，所述粉体料进料管线上设有相连的重量感应器和开关阀，所述开关阀为常闭式开关阀，当所述重量感应器感应到设定的重量时，所述开关阀开启。进一步地，所述盐溶液进料系统包括盐溶液储液罐和盐溶液进料管线，所述盐溶液进料管线上设有相连的重量感应器和开关阀，所述开关阀为常闭式开关阀，当所述重量感应器感应到设定的重量时，所述开关阀开启。进一步地，所述酸液进料系统包括酸液储液罐和酸液进料管线，所述酸液进料管线上设有相连的重量感应器和开关阀，所述开关阀为常闭式开关阀，当所述重量感应器感应到设定的重量时，所述开关阀开启；所述酸液储液罐内衬为防腐蚀内衬。在现有的固态电解质进料装置中，各进料仓与反应釜完全连通，这样就使得反应釜内与外界环境的接触过多，对反应釜内的混合反应过程并不利(如造成原料氧化等等)。在本技术中，将每一进料管线上均设有常闭式开关阀和重量感应器，其中重量感应器连接料仓的出料口，常闭式开关阀连接反应釜的进料口，只有当重量感应器感应到设定的重量时，开关阀开启。该设定重量可设定为单位进料质量或者其他质量，用于控制开关阀的开合，这样的结构可最大限度减少反应釜与外界环境的接触，同时还有利于控制进料速度、提升自动化的程度进一步地，所述气体进料系统包括气瓶和气体进料管线，所述气体进料管线上设有气体流量阀及开关；所述气瓶内气体为氧气、氮气、氢气、氩气、氦气中的一种或者多种。本技术具有以下优点：本技术提供了一种适用于制备无机固态电解质的进料装置，尤其适用于批量生产元素掺杂或者表面包覆修饰改性的无机固态电解质的进料装置，用以弥补现有技术中的空白。采用本专利技术中的进料装置，不仅能够有效预防掺杂或者包覆元素分布不均，实现了原材料在分子级水平的均匀混合，从而解决了现有制备方法制备出的产品粒径大分布不均匀、试验重复性差的问题，还能够可以控制进料速度、提升了自动化的程度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿法制备固态电解质的进料装置，其特征在于：/n包括反应釜及与所述反应釜以进料管线相连的粉体进料系统、盐溶液进料系统、酸液进料系统和气体进料系统，所述粉体进料系统、盐溶液进料系统、酸液进料系统和气体进料系统的出料口分别为反应釜的粉体料进料口、盐溶液进料口、酸液进料口和气体进料口；/n所述粉体料进料口设于所述反应釜顶部，所述盐溶液进料口和酸液进料口设于所述反应釜中上部侧壁，所述气体进料口设于所述反应釜中下部侧壁。/n

【技术特征摘要】
1.一种湿法制备固态电解质的进料装置，其特征在于：
包括反应釜及与所述反应釜以进料管线相连的粉体进料系统、盐溶液进料系统、酸液进料系统和气体进料系统，所述粉体进料系统、盐溶液进料系统、酸液进料系统和气体进料系统的出料口分别为反应釜的粉体料进料口、盐溶液进料口、酸液进料口和气体进料口；
所述粉体料进料口设于所述反应釜顶部，所述盐溶液进料口和酸液进料口设于所述反应釜中上部侧壁，所述气体进料口设于所述反应釜中下部侧壁。


2.如权利要求1所述湿法制备固态电解质的进料装置，其特征在于：所述反应釜顶部设有可开合的顶盖、底部设有固定底座。


3.如权利要求1所述湿法制备固态电解质的进料装置，其特征在于：所述反应釜为卧式结构，其内部设有搅拌装置；所述反应釜一端为封闭端，另一端为可开合的出料端。


4.如权利要求3所述湿法制备固态电解质的进料装置，其特征在于：所述粉体料进料口设于封闭端顶部，所述盐溶液进料口和酸液进料口设于更接近封闭端的反应釜中上部侧壁，所述气体进料口设于更接近封闭端的反应釜中下部侧壁。


5.如权利要求3所述湿法制备固态电解质的进料装置，其特征在于：所述反应釜出料端以管线连接泵体，所述泵体出料口与储料仓相连。


6.如权利要求1所述湿法制备固态电...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕金钊，江辉，张勍，
申请(专利权)人：恒大新能源科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44