一种磷酸铁锂生产设备及其制备方法技术

本申请涉及一种磷酸铁锂生产设备，涉及的电池生产设备领域，其包括物料混合装置和烧结装置，物料混合装置包括混合罐、进料机构以及搅拌机构，混合罐的内腔的底部形成有混合腔，搅拌机构位于混合罐内，搅拌机构用于对混合腔内的物料进行搅拌；进料机构包括料液罐、输料管以及雾化喷嘴，料液罐通过输料管与混合罐连通，料液罐穿入混合罐的一端与雾化喷嘴连接，输料管上连接有输料泵。本申请将碳源和锂源制备成混合溶液雾化喷洒在铁源中进行气固两相混合，继而使得铁源、锂源以及碳源之间的混合更加充分均匀，碳源能够均匀的分布在锂源和铁源之间，继而使得保障后续碳包覆更加均匀，简化制备步骤，降低生产成本并提高了产品质量。降低生产成本并提高了产品质量。降低生产成本并提高了产品质量。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸铁锂生产设备及其制备方法


[0001]本申请涉及的电池生产设备领域，尤其是涉及一种磷酸铁锂生产设备及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池作为新一代绿色电池，具有能量密度大、工作电压高、无记忆效应、自放电小、工作温度范围宽等优点而被广泛应用。锂离子二次电池正极材料磷酸铁锂因具有安全性能好、价格低廉、热稳定性高、循环性能好、高的理论容量、无记忆效应等优点，使其成为锂离子二次电池正极材料的研究重点。
[0003]相关的公开号为CN110459748A的中国专利技术专利，其公开了一种碳包覆铁酸锂材料及其制备方法，方法包括以下步骤：(1)将铁源和锂源混合，烧结，得到铁酸锂；(2)将步骤(1)中得到的铁酸锂粉碎；(3)将步骤(2)中粉碎后的铁酸锂用碳源进行气相包覆，得到碳包覆铁酸锂材料。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为相关的磷酸铁锂在进行碳包覆的过程中，由于铁源和锂源的粒径较大，且在混合过程中容易出现团聚，继而使得碳包覆过程中，碳源难以均匀的包覆的磷酸铁锂的表面，影响产品质量。

技术实现思路

[0005]为了改善上述问题，本申请提供一种磷酸铁锂生产设备及其制备方法。
[0006]本申请提供的一种磷酸铁锂生产设备采用如下的技术方案：一种磷酸铁锂生产设备，包括物料混合装置和烧结装置，所述物料混合装置和烧结装置相连通，所述物料混合装置包括混合罐、进料机构以及搅拌机构，所述混合罐的内腔的底部形成有混合腔，所述混合腔用于放置铁源，所述搅拌机构位于混合罐内，所述搅拌机构用于对混合腔内的物料进行搅拌；所述进料机构包括料液罐、输料管以及雾化喷嘴，所述料液罐用于存放碳源和锂源的混合溶液，所述料液罐通过输料管与混合罐连通，所述料液罐穿入混合罐的一端与雾化喷嘴连接，所述输料管上连接有输料泵。
[0007]通过采用上述技术方案，在进行磷酸铁锂的制备过程时，将碳源和锂源制备成混合溶液放置在料液管内，铁源放置在混合腔内；输料泵将料液管内的碳源和锂源的混合溶液通过雾化喷嘴喷洒在混合腔内被搅拌机构不断搅拌的铁源中进行混合，物料进行液固两相混合，继而使得铁源、锂源以及碳源之间的混合更加充分均匀，碳源能够均匀的分布在锂源和铁源之间，继而使得保障后续碳包覆更加均匀，提高产品质量。
[0008]优选的，所述搅拌机构包括两个第一搅拌组件，所述第一搅拌组件包括第一驱动件、绞龙杆以及固定在绞龙杆上的螺旋搅叶，所述绞龙杆转动连接在混合罐上，所述绞龙杆的一端与第一驱动件连接，所述第一驱动件用于驱动绞龙杆转动，两个所述第一搅拌组件的绞龙杆相平行，且两个所述绞龙杆的转向相反。
[0009]通过采用上述技术方案，第一驱动件驱动绞龙杆转动，绞龙杆带动螺旋搅叶转动，
从而螺旋搅叶对混合腔内的物料进行均匀的搅拌、混合以及研磨，使得混合腔内的铁源、锂源以及碳源的分布更加均匀；两个绞龙杆之间的转动相反，使得混合腔内物料的流动呈对流效果，有效提高对于混合腔内物料的搅拌混合效果。
[0010]优选的，所述搅拌机构还包括第二搅拌组件，所述第二搅拌组件包括第二驱动件和旋转盘，所述旋转盘位于混合腔的底面，所述旋转盘与混合罐转动连接，所述旋转盘位于第一搅拌组件的底部，所述旋转盘的转动轴线与绞龙杆的转动轴线相垂直，所述第二驱动件与旋转盘连接，用于驱动旋转盘转动。
[0011]通过采用上述技术方案，第二驱动件带动旋转盘转动，旋转盘带动旋转盘上的混合物料进行转动，而旋转盘的转动轴线与绞龙杆的转动轴线相垂直，使得旋转盘带动混合腔内的物料与第一搅拌组件之间形成切流，物料在第一搅拌组件和第二搅拌组件的相互作用下在混合腔内进行充分的搅动混合，并使得混合腔内不易出现物料死角，旋转盘能够将周侧的物料不断的转动至第一搅拌组件处，进一步提高对混合腔内物料的充分混合。
[0012]优选的，所述旋转盘内设置有加热腔，所述加热腔内设置有加热碳化组件，所述加热碳化组件用于对混合腔内的物料进行加热。
[0013]通过采用上述技术方案，旋转盘在转动过程中，能够通过加热腔内的加热碳化组件对物料进行加热，使得碳源受热分解碳化并形成碳膜包覆在铁源和锂源的外侧；旋转盘在对物料搅动的过程中并兼具对物料进行加热的作用，不仅使得物料的混合更加充分，并能够提高对物料加热的均匀性。
[0014]优选的，所述混合罐内的混合腔为圆筒形，两个所述第一搅拌组件相互远离的一侧设置有若干第三搅拌组件，各所述第三搅拌组件包括安装架、转动连接在安装架上的辅助杆以及固定在辅助杆上的若干搅拌叶片，所述安装架设置在混合罐上，所述辅助杆的转动轴线与旋转盘的转动轴线相平行。
[0015]通过采用上述技术方案，混合腔为圆筒形时，螺旋搅叶难以对第一搅拌组件两侧的物料进行搅动，需要旋转盘将该部位的物料旋转至第一搅拌组件处才能对其进行搅拌混合。通过设置第三搅拌组件，当旋转盘转动的过程中，物料在旋转盘的作用下，能够带动搅拌叶片发生自转，继而搅拌叶片对物料也起到辅助搅动的效果，进一步降低混合腔内的搅拌混合的死角，使得物料整体在混合腔内都能得到充分的混合作用。
[0016]优选的，所述安装架和混合罐滑动连接，所述安装架上固定有滑块，所述混合罐的内壁上开设有供滑块滑移的滑槽，所述旋转盘的顶壁上固定有顶块，所述顶块远离旋转盘的一面形成有导向楔面，所述顶块在混合腔内的转动轨迹位于安装架的底部，所述导向楔面朝向顶块转动方向的前端倾斜向下设置，所述顶块用于与安装架抵接。
[0017]通过采用上述技术方案，旋转盘在转动过程中，顶块移动至安装架的底部，顶块的导向楔面与安装架抵接，并带动安装架向上滑动，当顶块从安装架的底部通过时，安装架在自身重力的作用下回落至初始位置，从而第二搅拌组件在运行的过程中，会带动各第三搅拌组件上下波动，从而搅拌叶片在物料转动搅拌的过程中，对物料进行上下抛翻，进一步提高到物料的混合效果。
[0018]优选的，若干所述第三搅拌组件沿混合腔的周向排布，相对远离所述第一搅拌组件的第三搅拌组件上的搅拌叶片的长度大于相对靠近第一搅拌组件的第三搅拌组件的搅拌叶片的长度。
[0019]通过采用上述技术方案，由于绞龙杆的中部至混合腔的内壁相对较远，因此，远离第一搅拌组件的搅拌叶片相对较长，以保障对第一搅拌组件转动方向外侧的物料的搅拌混合效果。
[0020]优选的，所述搅拌叶片包括搅拌杆以及抛翻板，所述搅拌杆的一端与辅助杆固定连接，另一端与所述抛翻板固定连接，所述抛翻板与旋转盘相平行。
[0021]通过采用上述技术方案，提高搅拌叶片对于混合腔内物料的抛翻效果，进而进一步提高对物料中的碳源、锂源以及铁源等的混合均匀性。
[0022]优选的，所述烧结装置采用回转窑，所述回转窑内形成有烧结腔，所述混合腔和烧结腔相连通，所述回转窑位于绞龙杆远离第一驱动件的一端。
[0023]通过采用上述技术方案，第一搅拌组件在对混合腔内的物料起到搅拌作用的同时，并起到对混合碳化后的物料输送至回转窑的作用。本申请采用回转窑进行烧结制备作业，相较于常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：包括物料混合装置和烧结装置，所述物料混合装置和烧结装置相连通，所述物料混合装置包括混合罐(1)、进料机构(2)以及搅拌机构(3)，所述混合罐(1)的内腔的底部形成有混合腔(11)，所述混合腔(11)用于放置铁源，所述搅拌机构(3)位于混合罐(1)内，所述搅拌机构(3)用于对混合腔(11)内的物料进行搅拌；所述进料机构(2)包括料液罐(23)、输料管(21)以及雾化喷嘴(24)，所述料液罐(23)用于存放碳源和锂源的混合溶液，所述料液罐(23)通过输料管(21)与混合罐(1)连通，所述料液罐(23)穿入混合罐(1)的一端与雾化喷嘴(24)连接，所述输料管(21)上连接有输料泵(22)。2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：所述搅拌机构(3)包括两个第一搅拌组件(31)，所述第一搅拌组件(31)包括第一驱动件(311)、绞龙杆(312)以及固定在绞龙杆(312)上的螺旋搅叶(313)，所述绞龙杆(312)转动连接在混合罐(1)上，所述绞龙杆(312)的一端与第一驱动件(311)连接，所述第一驱动件(311)用于驱动绞龙杆(312)转动，两个所述第一搅拌组件(31)的绞龙杆(312)相平行，且两个所述绞龙杆(312)的转向相反。3.根据权利要求2所述的一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：所述搅拌机构(3)还包括第二搅拌组件(32)，所述第二搅拌组件(32)包括第二驱动件(321)和旋转盘(322)，所述旋转盘(322)位于混合腔(11)的底面，所述旋转盘(322)与混合罐(1)转动连接，所述旋转盘(322)位于第一搅拌组件(31)的底部，所述旋转盘(322)的转动轴线与绞龙杆(312)的转动轴线相垂直，所述第二驱动件(321)与旋转盘(322)连接，用于驱动旋转盘(322)转动。4.根据权利要求3所述的一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：所述旋转盘(322)内设置有加热腔(3221)，所述加热腔(3221)内设置有加热碳化组件(324)，所述加热碳化组件(324)用于对混合腔(11)内的物料进行加热。5.根据权利要求3所述的一种磷酸铁锂生产设备，其特征在于：所述混合罐(1)内的混合腔(11)为圆筒形，两个所述第一搅拌组件(31)相互远离的一侧设置有若干第三搅拌组件(33)，各所述第三搅拌组件(33)包括安装架(331)、转动连接在安装架(331)上的辅助杆(332)以及固定在辅助杆(332...

【专利技术属性】
技术研发人员：王张健，席小兵，毛彦勇，
申请(专利权)人：江苏贝特瑞纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：