一种正极材料包覆装置及包覆方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及材料加工设备领域，公开一种正极材料包覆装置及包覆方法，包覆装置包括流化床腔体，及转动设于流化床腔体内的搅拌桨，搅拌桨的外周壁和流化床腔体的内周壁围成第一环形通道；搅拌桨上设有降压孔，降压孔贯穿搅拌桨的两个轴向端面，降压孔设有至少一圈，每圈包括多个周向均匀分布的降压孔，每圈降压孔的中心轴线围成的圆孔与搅拌桨同轴。本发明专利技术在搅拌桨上设置降压孔，利用降压孔使搅拌桨上下空间连通，搅拌桨下方空间内的气流不仅可以通过第一环形通道流动到搅拌桨上方的空间，还可以通过降压孔流动至搅拌桨上方的空间，实现在不破坏流化床腔体内三元颗粒流动形态的基础上，减小搅拌桨上下空间之间的压降，避免三元颗粒流化动力不足。

【技术实现步骤摘要】
一种正极材料包覆装置及包覆方法
本专利技术涉及材料加工设备领域，尤其涉及一种正极材料包覆装置及包覆方法。
技术介绍
相较于磷酸铁锂正极材料，三元正极材料因较高的容量而受到关注，但高镍的三元正极材料普遍存在安全性问题，为此现有技术通过流化床对三元材料的表面进行包覆，以提高安全性。传统包覆效果有限，旋转流化床是一种新型的包覆装置，其主要包括流化床腔体，及设于流化床腔体内的搅拌轴和隔板，隔板上设有通孔，搅拌轴的顶部穿过通孔并连接有搅拌圆盘，搅拌圆盘和隔板沿竖直方向间隔设置，搅拌圆盘的外周壁和流化床腔体的内周壁之间形成第一环形通道，载气通过第一环形通道进入流化床腔体。包覆过程中，向流化床腔体内通入载气和包覆液，随着搅拌圆盘的转动，包覆液沿切向喷射到流化床腔体的内周壁上，从流化床腔体底部通入的载气将其部分动能传递给固体颗粒状的三元材料以使三元材料保持旋转运动，如果载气所传递的能量足够大，将会使三元材料在离心力的作用下保持流化状态，并在三元材料的表面形成包覆面，以形成流化的固体颗粒。采用上述方式使三元材料的包覆面均匀，获取了较好的包覆效果。但由于第一环形通道的存在，搅拌轴在转动的过程中，载气在搅拌桨上下方的压强存在极大差距。对于通常的三元包覆工艺，搅拌桨下方的压强通常为5kPa至15kPa,搅拌桨上方的压强通常为1kPa至4kPa，搅拌桨的上下位置之间的巨大压降意味着载气经过第一环形通道时能量消耗过多，极易导致颗粒材料流化的动力不足；同时，如果通过调整载气流速，容易破坏正极材料在流化床腔体内的流型。>
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种正极材料包覆装置及包覆方法，能够在不破坏正极材料在流化床腔体内流型的基础上，解决搅拌桨处因存在较大压降而导致流化动力不足的问题。为达此目的，本专利技术目的在于提供一种正极材料包覆装置，包括流化床腔体，及转动设于所述流化床腔体内的搅拌桨，所述搅拌桨的外周壁和所述流化床腔体的内周壁围成第一环形通道；所述搅拌桨上设有降压孔，所述降压孔贯穿所述搅拌桨的两个轴向端面；所述降压孔设有至少一圈，每圈包括多个周向均匀分布的所述降压孔，每圈所述降压孔的中心轴线围成的圆孔与所述搅拌桨同轴。作为上述正极材料包覆装置的一种优选技术方案，所述第一环形通道的径向宽度小于2mm；优选地，所述第一环形通道的径向宽度为0.5mm～1.5mm。作为上述正极材料包覆装置的一种优选技术方案，所述第一环形通道为下窄上宽的锥形腔，所述锥形腔的内壁与竖直方向的夹角为0°～25°；优选地，所述锥形腔的内壁与所述竖直方向的夹角为5°～15°。作为上述正极材料包覆装置的一种优选技术方案，所述搅拌桨的上表面凸设有扰流结构，所述扰流结构的截面沿由下至上的方向具有减小的趋势。作为上述正极材料包覆装置的一种优选技术方案，还包括：位于所述搅拌桨下方的床层隔板，所述流化床腔体被所述床层隔板分为位于所床层隔板下方的进气腔室，及位于所述床层隔板上方的流化床腔室，所述床层隔板上设有连通所述进气腔室和所述流化床腔室的连通孔；抽气组件，用于对所述流化床腔室进行抽气；所述流化床腔体上设有用于将载气送入所述进气腔室内的第一进料口，及用于将包覆液喷射入所述流化床腔室内的第二进料口。作为上述正极材料包覆装置的一种优选技术方案，还包括过滤器，用于对将要通过所述抽气组件抽出的气体进行过滤。作为上述正极材料包覆装置的一种优选技术方案，还包括与所述第一进料口连通的载气管道，所述载气管道连接有与其始终连接的载气源；或，所述流化床腔室的顶部设有与其连通的循环风口，所述循环风口通过载气管道与所述第一进料口连通，所述载气管道连接有与其选择性连通或断开的载气源。作为上述正极材料包覆装置的一种优选技术方案，所述载气管道上设有鼓风机。本专利技术目的之二在于提供一种正极材料包覆方法，利用上述正极材料包覆装置对正极材料进行包覆，包括如下步骤：S1.载气通过所述第一环形通道和所述降压孔进入流化床腔体，同时所述搅拌桨转动，带动正极材料在在流化床腔体内形成内循环并通过第二进料口喷入包覆液或包含包覆液的雾化流体；所述搅拌桨上下两面的压降为小于60％；优选地，小于40％；所述正极材料在流化床腔体内形成的所述内循环为：正极材料在载气作用下被吹起，并向搅拌桨中心方向移动，移动过程中逐渐下落至搅拌桨中心位置处，并在转动的搅拌桨的作用下向所述旋转流化床的内墙壁方向运动，形成内循环；S2.包覆结束。优选地，所述第一环形通道的径向宽度小于2mm，气流通过所述降压孔的流速V1：气流通过所述第一环形通道的流速V2＝1.05：1.2；优选地，所述第一环形通道的径向宽度为0.5mm～1.5mm，气流通过所述降压孔的流速V1：气流通过所述第一环形通道的流速V2＝1:(1.05～1.1)。本专利技术的有益效果：本专利技术通过在搅拌桨上设置降压孔，利用降压孔使搅拌桨上下空间连通，搅拌桨下方空间内的气流不仅可以通过第一环形通道流动到搅拌桨上方的空间，还可以通过降压孔流动至搅拌桨上方的空间，实现在不破坏流化床腔体内三元颗粒流动形态的基础上，减小搅拌桨上下空间之间的压降，以避免三元颗粒流化的动力不足；同时，通过对孔径大小的设置，以调节载气通过降压孔的流速，以进一步优化正极材料的循环流型。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的搅拌桨的结构示意图；图2是本专利技术实施例一提供的正极材料包覆装置的结构简图；图3是本专利技术实施例一提供的干燥组件和鼓风机在载气管道上的位置关系图；图4是本专利技术实施例二提供的正极材料包覆装置的结构简图。图中：1、流化床腔体；11、流化床腔室；12、进气腔室；13、第一进料口；14、第二进料口；15、出风口；2、搅拌桨；21、降压孔；22、搅拌轴；23、第二环形通道；24、扰流结构；3、第一环形通道；4、过滤器；61、冷凝器；62、冻干机；63、吸附干燥器；64、加热器；65、换热器；7、鼓风机；8、缓冲罐。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。实施例一如图1至图3所示，本实施例提供了一种正极材料包覆装置，主要用于采用三元材料对正极材料进行包覆，以在正极材料的表面形成固态电解质包覆层。三元材料为固体颗粒，本实施例简称本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极材料包覆装置，包括流化床腔体(1)，及转动设于所述流化床腔体(1)内的搅拌桨(2)，所述搅拌桨(2)的外周壁和所述流化床腔体(1)的内周壁围成第一环形通道(3)；其特征在于，所述搅拌桨(2)上设有降压孔(21)，所述降压孔(21)贯穿所述搅拌桨(2)的两个轴向端面；/n所述降压孔(21)设有至少一圈，每圈包括多个周向均匀分布的所述降压孔(21)，每圈所述降压孔(21)的中心轴线围成的圆孔与所述搅拌桨(2)同轴。/n

【技术特征摘要】
1.一种正极材料包覆装置，包括流化床腔体(1)，及转动设于所述流化床腔体(1)内的搅拌桨(2)，所述搅拌桨(2)的外周壁和所述流化床腔体(1)的内周壁围成第一环形通道(3)；其特征在于，所述搅拌桨(2)上设有降压孔(21)，所述降压孔(21)贯穿所述搅拌桨(2)的两个轴向端面；
所述降压孔(21)设有至少一圈，每圈包括多个周向均匀分布的所述降压孔(21)，每圈所述降压孔(21)的中心轴线围成的圆孔与所述搅拌桨(2)同轴。


2.根据权利要求1所述的正极材料包覆装置，其特征在于，所述第一环形通道(3)的径向宽度小于2mm；
优选地，所述第一环形通道(3)的径向宽度为0.5mm～1.5mm。


3.根据权利要求1所述的正极材料包覆装置，其特征在于，所述第一环形通道为下窄上宽的锥形腔，所述锥形腔的内壁与竖直方向的夹角为0°～25°；
优选地，所述锥形腔的内壁与所述竖直方向的夹角为5°～15°。


4.根据权利要求1所述的正极材料包覆装置，其特征在于，所述搅拌桨(2)的上表面凸设有扰流结构(24)，所述扰流结构(24)的截面沿由下至上的方向具有减小的趋势。


5.根据权利要求1所述的正极材料包覆装置，其特征在于，还包括：
位于所述搅拌桨(2)下方的床层隔板，所述流化床腔体(1)被所述床层隔板分为位于所床层隔板下方的进气腔室(12)，及位于所述床层隔板上方的流化床腔室(11)，所述床层隔板上设有连通所述进气腔室(12)和所述流化床腔室(11)的连通孔；
抽气组件，用于对所述流化床腔室(11)进行抽气；
所述流化床腔体(1)上设有用于将载气送入所述进气腔室(12)内的第一进料口(13)，及用于将包覆液喷射入所述流化床腔室(11)内的第二进料口(14)。

【专利技术属性】
技术研发人员：施展，冯玉川，李峥，
申请(专利权)人：清陶昆山自动化装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32