用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置及方法，属于锂电池正极材料生产技术领域。装置包括反应釜、搅拌机构及挡板机构。搅拌机构安装于反应釜，包括驱动电机、连接于驱动电机输出端的搅拌轴及设置在搅拌轴上的至少一个桨叶组件。驱动电机能够正转，也能够反转。桨叶组件与挡板机构中的至少一个能够在力的作用下，发生偏折或弯折。根据工艺需求的锂电正极材料前驱体的颗粒尺寸，依据颗粒

Device and method for preparing precursor of lithium cathode material with various particle sizes

【技术实现步骤摘要】
用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置及方法


[0001]本专利技术属于锂电池正极材料生产
，特别涉及一种用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置及方法。

技术介绍

[0002]由于锂离子电池具有高电压、高能量、无记忆效应和较长的使用寿命的优越性能，使得其在二次电池中脱颖而出，得到了迅速的发展和应用。目前市场上最有潜力的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂系列（包括磷酸亚铁锂，磷酸钒锂等）四类。
[0003]根据材料的颗粒尺寸不同，可将锂电池正极材料前驱体大致分为小颗粒前驱体、中颗粒前驱体以及大颗粒前驱体，其中，中、小颗粒前驱体主要焙烧成单晶材料，用于制作高电压锂电池，大颗粒前驱体主要焙烧成多晶材料，用于制作高容量锂电池。在一些情况下，还可以将不同颗粒尺寸的锂电池前驱体进行混掺，以提高材料的压实密度，优化锂电池正极材料的性能。
[0004]目前，行业内制备锂电池正极材料前驱体的方法以共沉淀法为主，而针对不同颗粒尺寸的锂电池正极材料前驱体制备，通常有两种方法。其一，引入并改变分散剂用量，这种方法显然改变了锂电池正极材料前驱体的组成，使得不同颗粒尺寸的锂电池正极材料前驱体的组成存在差异化，不利于精确控制。其二，改变搅拌设备的功率输入，这种方式可以通过更换具有变频调速系统的电机或采用多个不同额定功率的电机或不同搅拌强度的搅拌器，这两种方案不仅成本较高，且频繁调整电机的转速，会对电动机及供电电源造成不良影响，更换不同功率电动机或搅拌器将导致劳动强度增大，生产效率降低。<br/>
技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术提供一种用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置，以解决现有技术中存在的难以利用同一台设备生产不同颗粒尺寸的锂电池正极材料前驱体的技术问题。
[0006]本专利技术还提供一种用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的方法，利用同一台设备，在同样的物料配比下，生产不同颗粒尺寸锂电正极材料前驱体。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置，包括反应釜、搅拌机构及挡板机构；所述搅拌机构安装于所述反应釜，包括驱动电机、连接于所述驱动电机输出端的搅拌轴及设置在所述搅拌轴上的至少一个桨叶组件；所述驱动电机能够正转，也能够反转；所述桨叶组件与所述挡板机构中的至少一个能够在力的作用下，发生偏折或弯折。
[0008]优选地，所述桨叶组件包括第一连接板及第一转动板，所述第一连接板固定设置在所述搅拌轴上，所述第一转动板铰接于所述第一连接板。
[0009]优选地，所述第一转动板与所述第一连接板的最大偏折角能够被调节。
[0010]优选地，所述第一连接板的至少一侧设置有限位弹性件，所述限位弹性件的远离所述第一连接板的一端连接所述第一转动板；所述限位弹性件使所述第一连接板与所述第一转动板达到最大偏折角。
[0011]优选地，所述挡板机构包括至少一个设置在所述反应釜内壁上的挡板组件，所述挡板组件包括第二转动板，所述第二转动板能够沿和所述驱动电机的转动方向相同或相反的方向转动。
[0012]优选地，所述反应釜设置盖体，所述盖体上开设有以所述第二转动板的转轴的正投影为圆心的弧形滑槽；所述第二转动板上端设置有拨杆，所述拨杆的上端穿过所述弧形滑槽，且能够在所述弧形滑槽内滑动。
[0013]优选地，所述反应釜设置有夹套。
[0014]一种用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的方法，包括以下步骤：配置底液、金属盐溶液、络合剂及沉淀剂；采用如权利要求1
‑
7中任意一项中所述的用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置，首先向所述反应釜内加入预定体积的底液，然后根据锂电正极材料前驱体颗粒尺寸与所述驱动电机的转向，以及所述挡板机构或所述桨叶组件的偏折角或弯折角的模型，设置所述驱动电机的转向，调节所述挡板机构或所述桨叶组件的偏折角或弯折角；启动所述驱动电机，在搅拌过程中，按工艺要求，将所述金属盐溶液、所述络合剂和所述沉淀剂溶液同时送入所述反应釜内，进行合成反应，待颗粒尺寸满足工艺要求时，停止进料，即可得到一种尺寸的锂电正极材料前驱体。
[0015]优选地，所述金属盐溶液为可溶性镍盐、钴盐、锰盐、M盐中的一种或几种，其中M为Mg、Ca、Cu、Al、Ti、Ta、Nb、Zr、Mo、Zn元素中的一种或几种。
[0016]优选地，所述的络合剂为氨水、水杨酸、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、EDTA、碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或几种；所述的沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或几种。
[0017]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：首先，本专利技术提供一种用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置，包括反应釜、搅拌机构及挡板机构，所述搅拌机构包括驱动电机、搅拌轴及桨叶组件，所述桨叶组件与所述挡板机构中的至少一个能够在力的作用下，发生偏折或弯折。根据工艺需求的锂电正极材料前驱体的颗粒尺寸，依据锂电正极材料前驱体的颗粒尺寸与所述挡板机构或所述桨叶组件的偏折或弯折角度之间的对映关系，调节所述挡板机构或所述桨叶组件的偏折或弯折角度，从而在不改变所述驱动电机输出功率的前提下，通过改变搅拌强度，生产不同颗粒尺寸的锂电正极材料前驱体。采用本专利技术提供的用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置，仅仅需要主动或被动调节所述挡板机构或所述桨叶组件的偏折或弯折角度，即可使用同一台所述反应釜生产不同颗粒尺寸的锂电正极材料，使用方便，劳动强度低，生产效率高，设备使用长。
附图说明
[0018]图1为一实施例中用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置10的结构示
意图。
[0019]图2为一实施例中搅拌机构的结构示意图。
[0020]图3为一实施例中用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置10的剖面示意图。
[0021]图4为一实施例中用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置10的透视图。
[0022]图中：用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置10、反应釜100、盖体110、弧形滑槽120、夹套130、搅拌机构200、驱动电机210、搅拌轴220、桨叶组件230、第一连接板231、第一转动板232、第一转轴233、限位弹性件234、限位档杆235、挡板机构300、第二转动板310、第二连接板320、拨杆330。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术的技术方案做进一步描述，本专利技术不仅限于以下具体实施方式。
[0024]需要理解的是，实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件。在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置，其特征在于，包括反应釜、搅拌机构及挡板机构；所述搅拌机构安装于所述反应釜，包括驱动电机、连接于所述驱动电机输出端的搅拌轴及设置在所述搅拌轴上的至少一个桨叶组件；所述驱动电机能够正转，也能够反转；所述桨叶组件与所述挡板机构中的至少一个能够在力的作用下，发生偏折或弯折。2.如权利要求1所述的用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置，其特征在于，所述桨叶组件包括第一连接板及第一转动板，所述第一连接板固定设置在所述搅拌轴上，所述第一转动板铰接于所述第一连接板。3.如权利要求2所述的用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置，其特征在于，所述第一转动板与所述第一连接板的最大偏折角能够被调节。4.如权利要求3所述的用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置，其特征在于，所述第一连接板的至少一侧设置有限位弹性件，所述限位弹性件的远离所述第一连接板的一端连接所述第一转动板；所述限位弹性件使所述第一连接板与所述第一转动板达到最大偏折角。5.如权利要求1所述的用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置，其特征在于，所述挡板机构包括至少一个设置在所述反应釜内壁上的挡板组件，所述挡板组件包括第二转动板，所述第二转动板能够沿和所述驱动电机的转动方向相同或相反的方向转动。6.如权利要求5所述的用于制备多种颗粒尺寸锂电正极材料前驱体的装置，其特征在于，所述反应釜设置盖体，所述盖体上开设有以所述第二转动板的转轴的正投影为圆心的弧形滑槽；所述第二连接板上端设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：李少龙，米玺学，王耀玺，孙磊，郭淑珍，吴靖，杨永生，王鹏，
申请(专利权)人：宁夏中色金辉新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：