一种用于三元材料的集成式生产系统技术方案

本实用新型专利技术涉及三元材料制造技术领域，具体涉及一种用于三元材料的集成式生产系统。本实用新型专利技术包括沿三元材料的行进路径依序布置的用于搅拌混合物料的搅拌混合设备、用于均匀制浆及提供反应空间的水洗釜、用于实现物料的搅拌过滤操作的搅拌罐式过滤机及用于干燥物料的干燥机。本实用新型专利技术能在适应三元材料的生产规模大、含水量及洗涤效果要求高、颗粒晶型要求高、纯度要求高、密闭操作要求高的工艺要求的同时，又能有效保证自身产能和生产效率，并同步满足当前绿色制造所要求的增效、节能、降耗、减排的绿色制造特征。减排的绿色制造特征。减排的绿色制造特征。

【技术实现步骤摘要】
一种用于三元材料的集成式生产系统


[0001]本技术涉及三元材料制造
，具体涉及一种用于三元材料的集成式生产系统。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于具有能量密度高、输出电压高、功率大、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽、绿色环保等优点，在1991年便实现了商品化。目前，锂离子电池已成为笔记本电脑、移动电话、数码相机、手电筒、等电子产品的首选电源；三元材料则是目前锂离子电池正极的主要构成之一。传统的合成三元材料目前主要有高温固相法、低热固相法、溶胶凝胶法、共沉淀法等；但固相法得到的材料物相不均匀、粒径不均一，高温同时会造成锂挥发；共沉淀法成本较低，产物混合相对均匀，但是共沉淀法制备前驱体的工艺复杂，不同阳离子的沉淀速率不同；溶胶凝胶法中材料是在液相中得到的，离子之间可以充分混合，得到纯相的材料，但是影响凝胶的因素很多，产物的形貌与粒径不易控制。因此，人们开始逐渐先采用共沉淀的方法合成三元前驱体，然后采用高温固相法合成最终产品的方法，也即目前技术技术较成熟、工业应用较广的共沉淀-高温固相法。
[0003]在采用共沉淀-高温固相法生产三元材料时，生产工艺主要由搅拌混合、沉淀反应、固液分离、洗涤除杂、干燥等工段组成，相应设备为沿生产流程依序布置的搅拌混合设备、反应釜、自动离心机、过滤机、干燥机等，存在工艺路线较长、设备较多的问题，整套工艺能耗较大、效率有限、洗涤液耗用大，还增加了三元材料品质难以控制、成本较高的风险，显然不具备当前绿色制造所要求的增效、节能、降耗、减排等特征。尤其对于过滤洗涤阶段，三元材料生产厂家大多习惯性采用自动离心机来实现这一工序。自动离心机一种过滤式、自动下部卸料、间歇式离心机，其机理是通过转子系统的高速旋转，形成分离因数700～1000的离心力场，三元材料在离心力场中得到加速作用，固液分离速度较快，得到的滤饼含湿率较低，可一定程度上提升后续干燥阶段的干燥效率。但是，自动离心机实现三元材料过滤洗涤工序所存在的问题在于：首先，自动离心机的技术参数有限；目前工业应用面较广的自动离心机为转子直径1250mm和1500mm，理论最大处理能力为单批次500kg左右，处理量小。其次，洗涤方式落后，洗涤效果差；自动离心机洗涤方式属于置换式洗涤，圆周鼓面上的滤饼厚度较厚时，洗涤液需要由内淋洗到外部，洗涤时间长，耗用洗涤液用量多，物料洗涤也不均匀。再次，单机耗用功率较大；转子直径为1250mm的自动离心机配备功率为22kW，运行过程存在升速-降速交替，功率消耗大。最后，三元材料自身生产特性，导致了残余料极多；而三元材料都是间断式的逐批进行制作，前批制作完毕后，需立即进行整机清洗，以避免转鼓内前批材料的残余料影响到后批材料的成品品质，传统的清洗操作需人员打开机盖、人工清理甚至需要钻进半封闭的自动离心机内进行清洗，费时费力且安全性较差，同时清洗效果显然不尽如人意。那么，是否能够研发出一种新型的可取代传统自动离心机的集成式生产系统，从而能在适应三元材料的生产规模大、含水量及洗涤效果要求高、颗粒晶型要求高、纯度要求高、密闭操作要求高的工艺要求的同时，又能有效保证自身产能和生产效率，
并同步满足当前绿色制造所要求的增效、节能、降耗、减排的绿色制造特征，为本领域近年来所亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而性价比高的用于三元材料的集成式生产系统，能在适应三元材料的生产规模大、含水量及洗涤效果要求高、颗粒晶型要求高、纯度要求高、密闭操作要求高的工艺要求的同时，又能有效保证自身产能和生产效率，并同步满足当前绿色制造所要求的增效、节能、降耗、减排的绿色制造特征。
[0005]为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：
[0006]一种用于三元材料的集成式生产系统，其特征在于：包括沿三元材料的行进路径依序布置的用于搅拌混合物料的搅拌混合设备、用于均匀制浆及提供反应空间的水洗釜、用于实现物料的搅拌过滤操作的搅拌罐式过滤机及用于干燥物料的干燥机，其中：
[0007]所述搅拌罐式过滤机包括由上壳体及下底座彼此轴向对合形成的罐体，上壳体与下底座配合形成的空腔构成用于洗涤物料的洗涤腔，下底座处设置有滤水功能的过滤面，过滤面将所述洗涤腔分隔形成搅拌腔以及位于搅拌腔下方的滤水腔；所述搅拌罐式过滤机还包括用于注入洗涤介质的喷洒组件以及用于对搅拌腔内物料执行搅拌操作的搅拌组件；连通搅拌腔的进料管及固体出料管布置于上壳体处，而连通滤水腔的出水管则布置于下底座处；上壳体与下底座之间通过锁紧组件锁合彼此，从而使得罐体存在组合及拆分两种工作状态：当罐体处于组合状态时，上壳体与下底座通过锁紧组件彼此锁合从而形成罐体；当罐体处于拆分状态时，锁紧组件打开，下底座下行并脱离上壳体，从而暴露位于下底座处的过滤面以及位于过滤面上的残留滤饼。
[0008]优选的，所述锁紧组件包括同轴的回转配合于上壳体底沿处的锁紧环，所述锁紧环下环面沿上壳体轴向铅垂向下延伸，且锁紧环的下环面处径向向内凸设有咬合齿；所述下底座外壁呈上细下粗的二段式阶梯轴状，下底座的大直径段外壁处径向凸设有配合齿，各配合齿沿下底座周向依序均布；在锁紧环周向上，各相邻咬合齿之间距离大于配合齿宽度，从而可供配合齿由下而上穿过各咬合齿之间间隙；当罐体处于组合状态时，咬合齿底面止口配合于配合齿的顶面，从而将下底座的轴肩由下而上的密封式的压紧于上壳体底沿处。
[0009]优选的，所述搅拌罐式过滤机还包括用于将上壳体托离基面的支撑组件；所述支撑组件包括沿上壳体周向环绕均布的支撑腿，上壳体外壁处对应各支撑腿数目而周向均布有支撑耳座，各支撑腿底端顶端与对应支撑耳座间构成固接配合；支撑耳座处铰接有液压缸的活塞缸端，液压缸的活塞杆端铅垂向下延伸并与固定于下底座处的连接耳板间构成铰接配合关系；液压缸为两组以上并沿下底座周向依序均布。
[0010]优选的，锁紧环通过布置于上壳体处的动力油缸产生回转推力；咬合齿处铅垂向上的延伸有止转段，上壳体的对应配合处凹设有配合槽；当罐体处于组合状态时，止转段插接于配合槽内。
[0011]优选的，所述锁紧环的内环面呈上细下粗的二段式的阶梯孔状，上壳体的底沿布置外翻边，外翻边的上表面与锁紧环的孔肩间形成面贴合式的回转配合关系；所述咬合齿
外形呈楔形块状，且咬合齿的尖端指向下底座的锁紧旋转方向。
[0012]优选的，所述下底座处布置有移动轮；基面处铺设有可供移动轮下落时相配合的轨道；轨道外侧布置有避免移动轮跑偏的防偏护板。
[0013]优选的，所述搅拌组件包括与上壳体同轴布置的搅拌轴，搅拌轴顶端贯穿上壳体顶面并与位于上壳体上方的动力电机间形成动力配合，搅拌轴的底端设置搅拌叶；所述搅拌叶包括由搅拌轴的径向向外延伸的前斜板、后斜板及底板，前斜板及后斜板的板面斜率由内而外依序减小；前斜板、后斜板及底板的的内端固定于搅拌轴轴身处，前斜板、后斜板及底板的外端通过端板封闭，从而构成搅拌叶的空心三棱锥台结构；所述底板板面与水平面间存有夹角，且各搅拌叶沿搅拌轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于三元材料的集成式生产系统，其特征在于：包括沿三元材料的行进路径依序布置的用于搅拌混合物料的搅拌混合设备(10)、用于均匀制浆及提供反应空间的水洗釜(20)、用于实现物料的搅拌过滤操作的搅拌罐式过滤机(30)及用于干燥物料的干燥机，其中：所述搅拌罐式过滤机(30)包括由上壳体(31)及下底座(32)彼此轴向对合形成的罐体，上壳体(31)与下底座(32)配合形成的空腔构成用于洗涤物料的洗涤腔，下底座(32)处设置有滤水功能的过滤面(32a)，过滤面(32a)将所述洗涤腔分隔形成搅拌腔以及位于搅拌腔下方的滤水腔；所述搅拌罐式过滤机(30)还包括用于注入洗涤介质的喷洒组件(33)以及用于对搅拌腔内物料执行搅拌操作的搅拌组件(34)；连通搅拌腔的进料管及固体出料管(35)布置于上壳体(31)处，而连通滤水腔的出水管(36)则布置于下底座(32)处；上壳体(31)与下底座(32)之间通过锁紧组件(37)锁合彼此，从而使得罐体存在组合及拆分两种工作状态：当罐体处于组合状态时，上壳体(31)与下底座(32)通过锁紧组件(37)彼此锁合从而形成罐体；当罐体处于拆分状态时，锁紧组件(37)打开，下底座(32)下行并脱离上壳体(31)，从而暴露位于下底座(32)处的过滤面(32a)以及位于过滤面(32a)上的残留滤饼。2.根据权利要求1所述的一种用于三元材料的集成式生产系统，其特征在于：所述锁紧组件(37)包括同轴的回转配合于上壳体(31)底沿处的锁紧环(37a)，所述锁紧环(37a)下环面沿上壳体(31)轴向铅垂向下延伸，且锁紧环(37a)的下环面处径向向内凸设有咬合齿(37b)；所述下底座(32)外壁呈上细下粗的二段式阶梯轴状，下底座(32)的大直径段外壁处径向凸设有配合齿(37c)，各配合齿(37c)沿下底座(32)周向依序均布；在锁紧环(37a)周向上，各相邻咬合齿(37b)之间距离大于配合齿(37c)宽度，从而可供配合齿(37c)由下而上穿过各咬合齿(37b)之间间隙；当罐体处于组合状态时，咬合齿(37b)底面止口配合于配合齿(37c)的顶面，从而将下底座(32)的轴肩由下而上的密封式的压紧于上壳体(31)底沿处。3.根据权利要求2所述的一种用于三元材料的集成式生产系统，其特征在于：所述搅拌罐式过滤机(30)还包括用于将上壳体(31)托离基面的支撑组件；所述支撑组件包括沿上壳体(31)周向环绕均布的支撑腿(38a)，上壳体(31)外壁处对应各支撑腿(38a)数目而周向均布有支撑耳座(38b)，各支撑腿(38a)底端顶端与对应支撑耳座(38b)间构成固接配合；支撑耳座(38b)处铰接有液压缸(32d)的活塞缸端，液压缸(32d)的活塞杆端铅垂向下延伸并与固定于下底座(32)处的连接耳板(32b)间构成铰接配合关系；液压缸(32d)为两组以上并沿下底座(32)周向依序均布。4.根据权利要求3所述的一种用于三元材料的集成式生产系统，其特征在于：锁紧环(37a)通过布置于上壳体(31)处的动力油缸产生回转推力；咬合齿(37b)处铅垂向上的延伸有止转段(37d)，上壳体(31)的对应配合处凹设有配合槽(37e)；当罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈崔龙，张德友，卓培忠，李传祥，陈道林，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：