一种磷酸钒锂电池正极材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种磷酸钒锂电池正极材料及其制备工艺，旨在提供一种制备磷酸钒锂材料时原料研磨效果好的磷酸钒锂电池正极材料及其制备工艺。它包括筒体，筒体左右侧面分别设有进料口、出料口，筒体外侧壁连接有第一转动装置，筒体下方连接有推动装置，筒体内壁设有衬板，衬板内部设有转筒，转筒连接有第二转动装置，第二转动装置分别和筒体、衬板转动连接，转筒侧壁设有若干转子，衬板侧壁设有若干挡块，转筒内外部连通，挡块和转子相匹配，转筒内部设有隔板且将转筒分成左右两个连通的腔体，靠近筒体出料口处的腔体尾端设有筛网，筒体通过筛网和出料口连通。本发明专利技术的有益效果是：原料经过多次碰撞和研磨后，从出料口出来的原料符合工艺要求。符合工艺要求。符合工艺要求。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸钒锂电池正极材料及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种磷酸钒锂电池正极材料及其制备工艺。

技术介绍

[0002]磷酸钒锂是目前较为新型的正极材料，由于磷酸根聚阴离子的特殊结构导致其热稳定性极高，是安全系数较高的锂离子电池正极材料，其弥补了当前锂离子电池正极材料 LiCoO2安全性较差的缺点。在磷酸钒锂电池正极材料的其中一种制备方法中，制备磷酸钒锂材料时，需要先制备磷酸钒锂预烧粉，然后将磷酸钒锂预烧粉与有机碳源混合，在惰性气氛下进行高温烧结，制备磷酸钒锂材料。其中制备磷酸钒锂预烧粉时，需要将锂源、磷源和钒源按照一定比例混合，加入一定量的第一碳源进行研磨混合均匀，现有技术中球磨机有时不能对各种原料研磨混合均匀，影响最终产品质量。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了克服现有技术中，制备磷酸钒锂材料过程中，锂源、磷源、钒源混合研磨效果不好的不足，提供一种制备磷酸钒锂材料时原料研磨效果好的磷酸钒锂电池正极材料及其制备工艺。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种磷酸钒锂电池正极材料，所述正极材料包括磷酸铁锂、磷酸钒锂和石墨烯，所述磷酸铁锂和磷酸钒锂为基体，所述石墨烯包覆磷酸铁锂和磷酸钒锂，所述石墨烯的包覆量为基体材料的2～6wt％，所述磷酸钒锂由锂源、钒源、磷源、第一碳源组成，所述锂源、钒源、磷源的摩尔比的范围为2.8
‑
3.4：2.8
‑
3.4：2，所述第一碳源的质量百分比为4～16wt％，所述磷酸铁锂：磷酸钒锂 = (1
‑
x):x，其中，3 < x ≤10％。
[0005]一种磷酸钒锂电池正极材料的制备工艺，包括以下步骤：步骤一：将锂源、钒源、磷源、第一碳源按照预定比例投入到筒体中，启动推动装置、第一转动装置、第二转动装置对筒体中的原料进行研磨和混合；步骤二：将步骤一制备后的原料进行干燥处理，得到前驱体；步骤三：将步骤二制备的前驱体置于惰性气氛下预烧处理，得到磷酸钒锂预烧粉；步骤四：将步骤三制备的磷酸钒锂预烧粉与磷酸铁锂进行混合，加入第二碳源研磨，获得的产物置于惰性气氛中烧结。
[0006]作为优选，所述磷酸钒锂电池正极材料的制备设备包括筒体，所述筒体左侧面设有进料口，所述筒体右侧面设有出料口，所述筒体外侧壁连接有第一转动装置，所述筒体下方连接有推动装置，所述筒体内壁设有衬板，所述衬板内部设有转筒，所述转筒连接有第二转动装置，所述第二转动装置分别和筒体、衬板转动连接，所述转筒侧壁设有若干转子，所述衬板侧壁设有若干挡块，所述转筒的内部和转筒的外部连通，所述挡块和转子相匹配，所述转筒内部设有隔板且将转筒分成左右两个连通的腔体，所述靠近筒体出料口处的腔体尾端设有筛网，所述筒体通过筛网和出料口连通。把需要的锂源、钒源、磷源和第一碳源按照
预定的比例，通过进料口送入到衬板中，第一转动装置带动筒体的转动，第二转动装置带动转筒的转动，从而转筒侧壁的转子发生转动，转子和衬板中的挡块相互碰撞把原料混合磨碎，因转筒的内部和转筒的外部连通，被转子和挡块碰撞后的原料进入到转筒中，转筒中的隔板把转筒分成两个左右相连通的腔体，其中左侧腔体中的研磨珠大些，右侧腔体中的研磨珠小些，推动装置的左右移动带动筒体往复移动，从而左侧腔体中的原料可以进入到右侧腔体中，最终研磨后的原料通过右侧腔体尾端的筛网从出料口流出收集进行下一工序中。整个装置中，经过挡块和转子的初步磨碎，然后进入转筒中经过两个腔体中的两次研磨，从而最终从筛网出来的原料混合均匀、研磨的细度符合工艺要求、研磨效果好。作为优选，所述衬板形状为圆筒形，所述衬板分成上板和下板，所述上板的截面形状和下板的截面形状均为半圆形，所述挡块包括第一挡块、第二挡块，所述第一挡块和第二挡块的形状均为四棱锥形，所述第一挡块的高度高于第二挡块的高度，所述衬板的上板内侧面上依次均匀间隔分布第一挡块、第二挡块，所述衬板的下板内侧面上依次均匀间隔分布第二挡块、第一挡块，所述衬板上板上的挡块和衬板下板上的挡块均匀交错分布，所述第一挡块、第二挡块均和转子相匹配。衬板上板上的挡块和衬板下板上的挡块均匀交错分布，且第一挡块、第二挡块均和转子相匹配，从而当原料在衬板中时，在筒体的转动下原料被转子和第一挡块、第二挡块碰撞，从衬板进入到转筒中被再次研磨，研磨效果好，从而生产出来的原料经过多次研磨，混合均匀符合生产的要求。
[0007]作为优选，所述转子包括第一转子、第二转子，所述第一转子 、第二转子形状均为圆柱形，所述第一转子的高度高于第二转子的高度，所述第一转子和第二挡块相匹配，所述第二转子和第一挡块相匹配。第一转子和第二挡块相互配合，第二转子和第一挡块相互配合，对转筒外侧的原料进行碰撞成较小块，碰撞后的原料进入到转筒内部，从而当推动装置推动筒体左右往复移动时，原料可以从筒体的右侧向左侧发生部分位移移动，避免了单一转动方向的转动对原料的碰撞频率低，研磨效果差的不足。
[0008]作为优选，所述第一转子沿转筒的外侧壁均匀分布，所述同一径向平面上相邻两个第一转子之间的夹角为度，所述第二转子沿转筒的外侧壁均匀分布，所述同一径向平面上相邻两个第二转子之间的夹角为度。因第一挡块和第二转子位置相对应，第二挡块和第一转子位置相对应，第一转子的高度高于第二转子的高度，从而原料被第一转子和第二挡块碰撞后，在经过第二转子和第一挡块时，在第二转子和第一挡块之间的原料可以被撞击的更加碎，第一转子和第二转子在转筒外侧壁的分布密度不同，配合推动装置对筒体的左右往复移动，从而原料在衬板中被碰撞的几率增加，研磨效果更好。
[0009]作为优选，所述转筒中的隔板连接有隔板座，所述隔板座和转筒内侧壁固定连接，所述隔板设有隔板孔，所述隔板左侧的转筒侧壁设有若干第一通孔，所述隔板右侧的转筒侧壁设有若干第二通孔，所述第一通孔的大小大于第二通孔的大小，所述隔板孔的大小介于第一通孔的大小和第二通孔的大小之间。隔板用于把转筒分成左侧和右侧两个研磨室，左侧研磨室中的研磨珠大于右侧研磨室中的研磨珠，在左侧进行一次研磨、右侧进行再次研磨，隔板孔的大小介于第一通孔的大小和第二通孔的大小之间，从而原料在转筒外侧被碰撞变小块后，从第一通孔、第二通孔进入转筒内部，在推动装置带动筒体左右往复移动时，左侧研磨室中的原料被研磨后通过隔板孔进入转筒的右侧研磨室，经过多次碰撞和研磨，从而最终从右侧研磨室中的筛网出来的原料细度符合要求。
[0010]作为优选，所述推动装置包括气缸、推杆、支架，所述气缸连接推杆的一端，所述推杆的另一端连接支架，所述支架位于筒体下方且和筒体转动连接。通过气缸带动推杆左右往复移动，从而带动推杆连接的支架左右往复移动，从而带动支架中的筒体左右往复移动，有利于使筒体中及转筒中的原料左右移动，从而原料的混合效果、研磨效果好。
[0011]作为优选，所述第二转动装置包括第二电机、第二转轴，所述第二电机连接第二转轴的一端，所述第二转轴的另一端穿过筒体后连接转筒，所述第二电机位于支架上方，所述第二电机的下表面和支架贴接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸钒锂电池正极材料，其特征是：所述正极材料包括磷酸铁锂、磷酸钒锂和石墨烯，所述磷酸铁锂和磷酸钒锂为基体，所述石墨烯包覆磷酸铁锂和磷酸钒锂，所述石墨烯的包覆量为基体材料的2～6wt％，所述磷酸钒锂由锂源、钒源、磷源、第一碳源组成，所述锂源、钒源、磷源的摩尔比的范围为2.8
‑
3.4：2.8
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3.4：2，所述第一碳源的质量百分比为4～16wt％，所述磷酸铁锂：磷酸钒锂 = (1
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x):x，其中，3 < x ≤10％。2.一种磷酸钒锂电池正极材料的制备工艺，其特征是：采用磷酸钒锂电池正极材料的制备设备制作而成，具体包括以下步骤：步骤一：将锂源、钒源、磷源、第一碳源按照预定比例投入到筒体（3）中，启动推动装置（1）、第一转动装置（5）、第二转动装置（2）对筒体（3）中的原料进行研磨和混合；步骤二：将步骤一制备后的原料进行干燥处理，得到前驱体；步骤三：将步骤二制备的前驱体置于惰性气氛下预烧处理，得到磷酸钒锂预烧粉；步骤四：将步骤三制备的磷酸钒锂预烧粉与磷酸铁锂进行混合，加入第二碳源研磨，获得的产物置于惰性气氛中烧结。3.根据权利要求2所述的一种磷酸钒锂电池正极材料的制备工艺，其特征是：所述磷酸钒锂电池正极材料的制备设备包括筒体（3），所述筒体（3）左侧面设有进料口（31），所述筒体（3）右侧面设有出料口（32），所述筒体（3）外侧壁连接有第一转动装置（5），所述筒体（3）下方连接有推动装置（1），所述筒体（3）内壁设有衬板（4），所述衬板（4）内部设有转筒（6），所述转筒（6）连接有第二转动装置（2），所述第二转动装置（2）分别和筒体（3）、衬板（4）转动连接，所述转筒（6）侧壁设有若干转子（61），所述衬板（4）侧壁设有若干挡块（41），所述转筒（6）的内部和转筒（6）的外部连通，所述挡块（41）和转子（61）相匹配，所述转筒（6）内部设有隔板（62）且将转筒（6）分成左右两个连通的腔体，所述靠近筒体（3）出料口（32） 处的腔体尾端设有筛网（7），所述筒体（3）通过筛网（7）和出料口（32）连通。4.根据权利要求3所述的一种磷酸钒锂电池正极材料的制备工艺，其特征是：所述衬板（4）形状为圆筒形，所述衬板（4）分成上板和下板，所述上板的截面形状和下板的截面形状均为半圆形，所述挡块（41）包括第一挡块（411）、第二挡块（412），所述第一挡块（411）和第二挡块（412）的形状均为四棱锥形，所述第一挡块（411）的高度高于第二挡块（412）的高度，所述衬板（4）的上板内侧面上依次均匀间隔分布第一挡块（411）、第二挡块（412），所述衬板（4）的下板内侧面上依次均匀间隔分布第二挡块（412）、第一挡块（411），所述衬板（4）上板...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁滔，聂春雷，
申请(专利权)人：浙江浩越能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：