高镍三元材料共沉淀进料保护系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高镍三元材料共沉淀进料保护系统，包括进料控制器、共沉淀反应釜、搅拌器、压力检测装置、碱液进料组件、氨水进料组件和酸性溶液进料组件，碱液进料组件、氨水进料组件和酸性溶液进料组件都包括储存容器、进料管和进料泵，在酸性溶液进料组件的进料管上设有压力传感器，压力传感器与进料控制器电信号连接，碱液进料组件、氨水进料组件和酸性溶液进料组件的进料泵分别与进料控制器电连接。本实用新型专利技术的进料保护系统能对共沉淀反应的进料过程进行实时保护，防止酸性溶液进料组件的进料管发生堵塞后酸性溶液的进料速度下降而导致共沉淀反应的失败，同时能对进料管的压力进行实时监控，防止进料管的压力过大而发生爆管。大而发生爆管。大而发生爆管。

【技术实现步骤摘要】
高镍三元材料共沉淀进料保护系统


[0001]本技术涉及锂离子电池正极材料领域，特别是涉及一种高镍三元材料共沉淀进料保护系统。

技术介绍

[0002]高镍三元材料具有高容量、低成本和原料来源丰富等优点，是一种极有应用前景的锂离子电池材料。高镍三元材料前驱体在生产时，要在反应釜中进行共沉淀反应，在共沉淀反应时，要使用三根进料管同时向反应釜中进料，三根进料管中，其中一根进料管添加的溶液为酸性溶液，反应釜中的液体为碱性，因而在这根进料管的出口处容易堵塞，导致酸性溶液的进料速度下降，所添加的酸性溶液的量无法满足反应条件，造成反应失败，同时会导致进料管内压力过大，严重时还会发生爆管，因而需要对共沉淀反应过程中的进料过程进行控制，以保证进料的顺畅进行。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于针对现有的高镍三元材料共沉淀反应时进料管容易堵塞，造成反应失败，甚至发生爆管等问题，提供一种能够解决前述问题的高镍三元材料共沉淀进料保护系统。
[0004]为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：高镍三元材料共沉淀进料保护系统，其特点是：包括进料控制器、共沉淀反应釜、搅拌器、压力检测装置、碱液进料组件、氨水进料组件和酸性溶液进料组件，搅拌器设置在共沉淀反应釜内，压力检测装置设置在共沉淀反应釜上，碱液进料组件、氨水进料组件和酸性溶液进料组件都包括储存容器、进料管和进料泵，储存容器通过进料管连接进料泵的进料端，进料泵的出料端通过进料管与共沉淀反应釜的进料口连接，在酸性溶液进料组件的进料管上设有压力传感器，压力传感器与进料控制器电信号连接，碱液进料组件、氨水进料组件和酸性溶液进料组件的进料泵分别与进料控制器电连接。
[0005]作为上述的高镍三元材料共沉淀进料保护系统的进一步改进，所述的进料泵为柱塞泵或计量泵。进料泵选用柱塞泵，柱塞泵能提高进料时的液体压力，在很大程度上提高进料的顺畅性，采用计量泵能对进料量和进料速度进行精确控制，使三组进料管的进料量和进料速度与设定值相一致。更优选的方案是采用柱塞式的计量泵，能兼有柱塞泵和计量泵两者的优点，使进料的顺畅性提高，使进料量、进料速度的控制更精确。
[0006]作为上述的高镍三元材料共沉淀进料保护系统的进一步改进，所述的共沉淀反应釜上还设有出料管，出料管上设有出料阀。通过设置出料管和出料阀，使共沉淀反应后的产物能够通过出料管转移至预定的储存容器中。
[0007]作为上述的高镍三元材料共沉淀进料保护系统的进一步改进，所述的压力传感器用于检测酸性溶液进料组件的进料管内的液体压力。通过设置压力传感器，能对酸性溶液进料组件的进料管内的液体压力进行实时检测，并发送至进料控制器，如果进料管有堵塞
现象，进料管内的液体压力会随之增大，当液体压力达到一定数值时，进料控制器控制碱液进料组件、氨水进料组件和酸性溶液进料组件的进料泵同时停止工作，操作人员检查酸性溶液进料组件的进料管堵塞状况，并将进料管疏通后，才能重新启动三组进料组件，继续共沉淀反应。
[0008]作为上述的高镍三元材料共沉淀进料保护系统的进一步改进，所述的进料控制器与报警器连接。通过设置报警器，当进料管堵塞时，压力传感器检测到酸性溶液进料组件的进料管内液体压力增大，发送信号至进料控制器，进料控制器发送信号至报警器，报警器通过报警提示操作人员对进料管进行及时疏通，以提高生产效率，避免设备停滞。
[0009]本技术具有积极的效果：本技术的高镍三元材料共沉淀进料保护系统，在最容易堵塞的酸性进料组件的进料管上设置了压力传感器，对进料管内液体压力进行实时检测，当进料管堵塞时，进料管内液体压力升高，当达到预设的上限压力时，压力传感器向进料控制器发送信号，进料控制器控制碱液进料组件、氨水进料组件和酸性溶液进料组件的进料泵同时停止进料，等待操作人员将堵塞的进料管疏通后，三组进料组件的进料泵再重新开始进料，继续进行共沉淀反应。
附图说明
[0010]图1为本技术的高镍三元材料共沉淀进料保护系统的结构示意图。
[0011]图中的附图标记如下：进料控制器1，共沉淀反应釜2，搅拌器3，压力检测装置4，碱液进料组件5，氨水进料组件6，酸性溶液进料组件7，储存容器71，进料管72，进料泵73，压力传感器74，出料阀8，报警器9。
具体实施方式
[0012]下面通过实施例对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0013]如图1所示为本技术的一种高镍三元材料共沉淀进料保护系统，包括进料控制器1、共沉淀反应釜2、搅拌器3、压力检测装置4、碱液进料组件5、氨水进料组件6和酸性溶液进料组件7。
[0014]共沉淀反应釜2为高镍三元材料共沉淀反应时所用的反应釜，在该反应釜内设有搅拌器3，通过控制搅拌器3的搅拌速度能提高共沉淀反应的速度。在共沉淀反应釜2上还设有进料口和出料口，出料口设有出料管，出料管上设有出料阀8，进料口有三个，分别对应连接碱液进料组件5、氨水进料组件6和酸性溶液进料组件7的进料管。
[0015]压力检测装置4设置在共沉淀反应釜2上，用于检测共沉淀反应釜2内部的气压，以便于对反应过程中的气压进行精确控制。
[0016]进料控制器1用于控制碱液进料组件5、氨水进料组件6和酸性溶液进料组件7的进料泵的启停，当酸性溶液进料组件的进料管发生堵塞时，进料管内的液体压力升高。连接在进料管上的压力传感器74对进料管内的液体压力进行实时检测，当检测到的压力值超过预设值后，进料控制器1控制碱液进料组件5、氨水进料组件6和酸性溶液进料组件7的进料泵
停止进料。进一步的改进方案是，进料控制器1与报警器9连接，进料控制器1同时向报警器9发送信号，报警器9开始报警，提示操作人员管道存在堵塞，以便于操作人员能及时对堵塞的管道进行疏通处理。
[0017]碱液进料组件5用于向共沉淀反应釜2中添加共沉淀反应所需的碱性溶液，共沉淀反应中添加的碱性溶液为7M的NaOH溶液。氨水进料组件6用于向共沉淀反应釜2中添加氨水，共沉淀反应中添加的氨水为2M的氨水溶液。酸性溶液进料组件7用于向共沉淀反应釜2中添加共沉淀反应所需的酸性溶液，该酸性溶液为酸性的盐类溶液，共沉淀反应中添加的盐类溶液为3M的硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰混合液。碱液进料组件、氨水进料组件和酸性溶液进料组件都包括储存容器71、进料管72和进料泵73，储存容器可以选用储存釜，也可以选用其他储存容器，储存容器通过进料管连接进料泵的进料端，进料泵的出料端通过进料管与共沉淀反应釜2的进料口连接，在酸性溶液进料组件7的进料泵的出料端与共沉淀反应釜2的进料口之间的进料管上设有压力传感器74，压力传感器74与进料控制器1电信号连接，碱液进料组件5、氨水进料组件6和酸性溶液进料组件7的进料泵分别与进料控制器1电连接。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高镍三元材料共沉淀进料保护系统，其特征在于：包括进料控制器、共沉淀反应釜、搅拌器、压力检测装置、碱液进料组件、氨水进料组件和酸性溶液进料组件，搅拌器设置在共沉淀反应釜内，压力检测装置设置在共沉淀反应釜上，碱液进料组件、氨水进料组件和酸性溶液进料组件都包括储存容器、进料管和进料泵，储存容器通过进料管连接进料泵的进料端，进料泵的出料端通过进料管与共沉淀反应釜的进料口连接，在酸性溶液进料组件的进料管上设有压力传感器，压力传感器与进料控制器电信号连接，碱液进料组件、氨水进料组件和酸性溶液进料...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼晓鸣，哈立，梁麒欣，
申请(专利权)人：江苏集萃托普索清洁能源研发有限公司，
类型：新型
国别省市：