浓缩分级设备及镍钴锰三元前驱体材料合成方法技术

本发明专利技术提供一种浓缩分级设备及镍钴锰三元前驱体材料合成方法。所述浓缩分级设备包括动力机构和设于所述动力机构的处理箱，所述处理箱内设有转鼓与所述动力机构连接；所述动力机构的主轴于所述转鼓底面圆心处、竖直向上贯穿至所述转鼓内，进料口于所述转鼓尖端处、竖直向下贯穿至所述转鼓内，出料口于贴近所述转鼓内底面处、水平贯穿至所述主轴内，并于所述主轴内沿其轴向贯穿至外部；所述转鼓内底面设有弧形的桨叶。所述镍钴锰三元前驱体材料合成方法包括提供设备、原料，混料合成，浓缩分级，过滤，洗涤，烘干等步骤。解决了现有的合成方式存在的微粉、小颗粒较多，粒度分布不均匀的问题。

【技术实现步骤摘要】
浓缩分级设备及镍钴锰三元前驱体材料合成方法
本专利技术涉及三元前驱体领域，具体涉及一种浓缩分级设备及镍钴锰三元前驱体材料合成方法。
技术介绍
随着锂离子二次电池特别是汽车动力电池的发展，对三元正极材料各方面性能提出了新的要求。与此同时，对三元正极材料前驱体的均相合成、粒度分布及形貌控制、组份偏析及杂质控制等也提出了新的要求。现有的合成方式普遍存在微粉、小颗粒较多，粒度分布不均匀的问题，导致最终获得的三元前驱体成品质量不佳。
技术实现思路
为解决现有技术的三元前驱体合成方式存在微粉、小颗粒较多，粒度分布不均匀的问题的技术问题，本专利技术提供一种解决上述问题的浓缩分级设备及镍钴锰三元前驱体材料合成方法。一种浓缩分级设备，包括动力机构和设于所述动力机构的处理箱，所述处理箱内设有转鼓与所述动力机构连接，所述转鼓为锥形，锥形的底面水平、尖端朝向竖直上方；所述动力机构的主轴于所述转鼓底面圆心处、竖直向上贯穿至所述转鼓内，进料口于所述转鼓尖端处、竖直向下贯穿至所述转鼓内，出料口于贴近所述转鼓内底面处、水平贯穿至所述主轴内，并于所述主轴内沿其轴向贯穿至外部；所述转鼓内底面设有弧形的桨叶，其一端设于所述出料口侧面、另一端向靠近所述出料口的方向延伸至所述转鼓边缘。在本专利技术提供的浓缩分级设备的一种较佳实施例中，所述转鼓的侧壁与底面之间呈60°夹角；所述转鼓内的底面圆心处设有连接环，所述主轴贯穿所述连接环至所述转鼓内，且与所述连接环的内壁固定连接，所述出料口贯穿所述连接环至所述主轴内，所述桨叶设于所述出料口侧面的一端连接所述连接环的外壁。在本专利技术提供的浓缩分级设备的一种较佳实施例中，所述进料口靠所述转鼓内的一端设有锥形的布料盘，所述布料盘与所述进料口之间保持间隙，以底面水平、尖端朝向竖直上方的角度设置，与所述进料口、所述转鼓同轴，侧壁与底面之间的夹角大于所述转鼓。在本专利技术提供的浓缩分级设备的一种较佳实施例中，包括三个所述出料口，三者于贴近所述转鼓内底面的位置、以平行于底面的角度、等夹角的贯穿至所述主轴内，汇集为沿所述主轴的轴向延伸的出料通道；所述出料口为弧形，弯折方向与所述桨叶相同。在本专利技术提供的浓缩分级设备的一种较佳实施例中，包括三个所述桨叶，一一对应的设于每一所述出料口的同一侧；所述桨叶靠近所述出料口的一端高度大于所述出料口，向所述转鼓边缘延伸过程中高度逐步降低至一半，且末端高度依旧大于所述出料口。以从所述转鼓的尖端至底面的视角，所述进料口均朝逆时针方向弯折，所述桨叶设于所述进料口靠顺时针方向一侧，且朝逆时针方向弯折。所述桨叶靠所述转鼓边缘的一端的切入角为3°~10°，靠所述出料口的一端的出口角为80°~90°，中间一段的扩散角为5°~6°。一种镍钴锰三元前驱体材料合成方法，包括以下步骤：步骤一，提供合成釜、所述浓缩分级设备，以及硫酸镍溶液、硫酸钴溶液、硫酸锰溶液、氢氧化钠溶液、氨水；步骤二，将镍钴锰混合溶液、氨水、氢氧化钠溶液以一定流速进所述合成釜，控制温度45~70℃、pH=8~12、游离氨浓度1~15g/L、搅拌速度50~600转/分，生成含镍、钴、锰的氢氧化物；步骤三，将所述合成釜中形成的不定型的絮状沉淀物抽出、加入至所述浓缩分级设备，通过所述浓缩分级设备分离出浓缩浆料和母液，其中浓缩浆料再次加入至所述合成釜中；步骤四：重复所述步骤二、所述步骤三，直至获得成型浆料。所述步骤三中，通过控制所述浓缩分级设备中所述转鼓的转速，即可控制不同粒度的颗粒在所述转鼓内的分布；再通过控制出料的时间，即可控制分离出的浓缩浆料的含固量和粒度分布。获得成型浆料后，对其进行过滤获得母液和镍钴锰前驱体湿料；对镍钴锰前驱体湿料进行洗涤、烘干，获得成品。相较于现有技术，采用本专利技术提供的所述浓缩分级设备和所述镍钴锰三元前驱体材料合成方法制得的三元前驱体材料，微粉得到了充分清除，粒度呈正态分布，产品质量高。附图说明图1是本专利技术提供的浓缩分级设备的剖视图；图2是图1中转鼓底部位置的局部放大图；图3是本专利技术提供的浓缩分级设备中转鼓底部位置的俯视图；图4是本专利技术提供的镍钴锰三元前驱体材料合成方法的流程图；图5是现有技术制得的三元前驱体材料的粒度分布图；图6是现有技术制得的三元前驱体材料的扫描电镜图；图7是采用本专利技术提供的浓缩分级设备和镍钴锰三元前驱体材料合成方法制得的三元前驱体材料的粒度分布图；图8是采用本专利技术提供的浓缩分级设备和镍钴锰三元前驱体材料合成方法制得的三元前驱体材料的扫描电镜图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。请同时参阅图1~图3，分别是本专利技术提供的浓缩分级设备1的剖视图和局部放大图，以及其中转鼓4底部位置的俯视图。所述浓缩分级设备1包括动力机构2、处理箱3、转鼓4。所述动力机构2包括台架22、设于所述台架并通过皮带连接的电机23和传动机构24，所述传动机构的动力输出的主轴21于其顶部朝向竖直上方。在所述主轴21周围、所述台架22的顶部固定的设有所述处理箱3，其内设有转鼓4与所述主轴21连接，二者同步转动。所述转鼓4为锥形的结构，以底面水平、尖端朝向竖直上方的角度设置，侧壁与底面之间呈60°夹角。所述转鼓4的底面中心位置设有向内凸起的圆台形的连接环41，所述主轴21沿所述连接环41的轴向、所述转鼓4的高的方向，贯穿至所述转鼓4内。进料管42于所述转鼓4的顶部尖端处竖直向下的贯穿至所述转鼓4内，边缘与所述转鼓4之间设有油封。所述进料管42的底部末端处还连接有一个布料盘43，所述布料盘43也为底面水平、尖端朝向竖直上方的锥形结构，与所述进料管42、所述转鼓4同轴，与所述进料管42之间保持间隙。物料经由所述进料管42进入所述转鼓4时，会先与所述布料盘43接触，被其挡开、四散至所述转鼓4的侧壁，避免直接落至下方。进一步的，还可以在所述进料管42的底部末端处设置层流器。出料管44在所述转鼓4内，以平行于所述转鼓4底面的角度、贴着所述转鼓4的底面，贯穿所述连接环41的外壁，至所述主轴21的内部。三根所述出料管44以相互120°的夹角于不同方向贯穿至所述主轴21内，并在所述主轴21内汇集为沿其轴向延伸至外部的出料通道。所述出料管44为弧形管，从俯视的角度看，所述出料管44的中部均向顺时针方向凸起，或者说末端向逆时针方向弯折。所述转鼓4内底面设有三片弧形的桨叶45，其长度方向的一端连接于所述连接环41、所述出料管44靠顺时针方向的一侧，另一端侧向逆时针方向呈弧形的延伸至所述转鼓4的边缘。所述桨叶45是竖直设置的，其宽度、或者说高度从靠近所述出料管44的一端起逐步降低，至所述转鼓4的边缘处时为原先的一半，且这一半的高度依旧略高于所述出料管44设置位置的高度。所述转鼓4转动过程中，所述桨叶45靠所述转鼓边缘的一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浓缩分级设备，包括动力机构和设于所述动力机构的处理箱，所述处理箱内设有转鼓与所述动力机构连接，其特征在于：所述转鼓为锥形，锥形的底面水平、尖端朝向竖直上方；所述动力机构的主轴于所述转鼓底面圆心处、竖直向上贯穿至所述转鼓内，进料口于所述转鼓尖端处、竖直向下贯穿至所述转鼓内，出料口于贴近所述转鼓内底面处、水平贯穿至所述主轴内，并于所述主轴内沿其轴向贯穿至外部；所述转鼓内底面设有弧形的桨叶，其一端设于所述出料口侧面、另一端向靠近所述出料口的方向延伸至所述转鼓边缘。/n

【技术特征摘要】
1.一种浓缩分级设备，包括动力机构和设于所述动力机构的处理箱，所述处理箱内设有转鼓与所述动力机构连接，其特征在于：所述转鼓为锥形，锥形的底面水平、尖端朝向竖直上方；所述动力机构的主轴于所述转鼓底面圆心处、竖直向上贯穿至所述转鼓内，进料口于所述转鼓尖端处、竖直向下贯穿至所述转鼓内，出料口于贴近所述转鼓内底面处、水平贯穿至所述主轴内，并于所述主轴内沿其轴向贯穿至外部；所述转鼓内底面设有弧形的桨叶，其一端设于所述出料口侧面、另一端向靠近所述出料口的方向延伸至所述转鼓边缘。


2.根据权利要求1所述的浓缩分级设备，其特征在于：所述转鼓的侧壁与底面之间呈60°夹角；所述转鼓内的底面圆心处设有连接环，所述主轴贯穿所述连接环至所述转鼓内，且与所述连接环的内壁固定连接，所述出料口贯穿所述连接环至所述主轴内，所述桨叶设于所述出料口侧面的一端连接所述连接环的外壁。


3.根据权利要求1所述的浓缩分级设备，其特征在于：所述进料口靠所述转鼓内的一端设有锥形的布料盘，所述布料盘与所述进料口之间保持间隙，以底面水平、尖端朝向竖直上方的角度设置，与所述进料口、所述转鼓同轴，侧壁与底面之间的夹角大于所述转鼓。


4.根据权利要求1~3任一所述的浓缩分级设备，其特征在于：包括三个所述出料口，三者于贴近所述转鼓内底面的位置、以平行于底面的角度、等夹角的贯穿至所述主轴内，汇集为沿所述主轴的轴向延伸的出料通道；所述出料口为弧形，弯折方向与所述桨叶相同。


5.根据权利要求4所述的浓缩分级设备，其特征在于：包括三个所述桨叶，一一对应的设于每一所述出料口的同一侧；所述桨叶靠近所述出料口的一端高度大于所述出料口，向所述转鼓边缘延伸过程中高度逐步降低至一半，且末端高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭笑天，万洪胜，李金香，张东峰，邹路，
申请(专利权)人：湖南拓勒普环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43