正极材料前驱体共沉淀反应设备及共沉淀反应系统技术方案

本发明专利技术公开了一种正极材料前驱体共沉淀反应设备，包括主体；过滤组件；搅拌单元；回流单元，用于将主体中的前驱体浆料回流至反应釜；出清单元，用于将滤清液排至主体外；第一液位控制单元，包括用于调控滤清液排放流量的出清阀，所述出清阀用于与设置于反应釜上的第一液位计联锁控制；第二液位控制单元，包括设置于主体上的第二液位计、用于调控浓缩前驱体浆料回流量的回流阀，所述第二液位计与回流阀联锁控制。本发明专利技术还公开了一种正极材料前驱体共沉淀反应设备构成的共沉淀反应系统。本发明专利技术保证了系统稳定，保证了最终生产出的产品品质稳定。定。定。

【技术实现步骤摘要】
正极材料前驱体共沉淀反应设备及共沉淀反应系统


[0001]本专利技术涉及前驱体生产
，具体涉及一种正极材料前驱体共沉淀反应设备及共沉淀反应系统。

技术介绍

[0002]前驱体浆料是正极材料的前端材料，对正极材料性能起决定性作用。正极材料前驱体生产方法一般如下：将硫酸镍(或氯化镍)、硫酸钴(或氯化钴)、硫酸锰(或氯化锰)配制成一定摩尔浓度的混合盐溶液，氢氧化钠配制成一定摩尔浓度的碱溶液，用一定浓度的氨水作为络合剂。将过滤后的混合盐溶液、碱溶液、络合剂以一定的流量加入反应釜，控制反应釜的搅拌速率，反应浆料的温度和pH值，使盐、碱发生中和反应生成三元前驱体晶核并逐渐长大，当粒度到达预定值后，将反应浆料过滤、洗涤、干燥，得到三元前驱体。
[0003]为了提高前驱体浆料的固含量，优化前驱体形貌，市面上出现了将过滤浓缩功能与搅拌功能结合于一体的浓缩设备，用于对反应釜中反应之后的三元前驱体进行浓缩，由此实现了对前驱体浆料的富集浓缩。申请人发现在进行上述生产过程中常常出现反应釜液面不稳定、浓缩设备中液面不稳定的技术问题，导致所得正极材料前驱体的产品品质不稳定。

技术实现思路

[0004]申请人在实际生产研究中发现，生产过程中常常出现反应釜液面不稳定、浓缩设备中液面不稳定的技术问题，这些技术问题均会导致所得正极材料前驱体的产品品质不稳定。具体来说：反应釜中的浆料总量与浓缩设备中的浆料总量之和决定了整个共沉淀反应系统的工作容积，这个工作容积决定了反应物料的总停留时间和反应釜内物料的浓度，还会影响搅拌流场。如果反应釜、浓缩设备中液位太低，桨料总体积偏小导致浓度偏高停留时间缩短，浓度偏高浓度偏高会影响系统的滤清液出清通量，停留时间缩短会导致反应进行不彻底，导致穿滤和物料浪费，液位太低，如果低于上桨叶，会导致上桨失效，影响搅拌效果；如果液位太高，会增大搅拌总功率，导致搅拌超载。因此，针对该问题本专利技术还提供一种正极材料前驱体共沉淀反应设备，以解决现有技术中反应釜液面不稳定、正极材料前驱体共沉淀反应设备中液面不稳定的技术问题，导致所得正极前驱体产品品质不稳定。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种正极材料前驱体共沉淀反应设备，包括
[0006]主体，用于容纳前驱体浆料；
[0007]过滤组件，安装于主体内，用于拦截主体内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；
[0008]搅拌单元，安装于主体内，用于搅拌主体内的前驱体浆料；
[0009]泵料单元，用于将反应釜中的前驱体浆料泵入主体；
[0010]回流单元，用于将主体中的前驱体浆料回流至反应釜；
[0011]出清单元，用于将滤清液排至主体外；
[0012]第一液位控制单元，包括用于调控滤清液排放流量的出清阀，所述出清阀用于与设置于反应釜上的第一液位计联锁控制；
[0013]第二液位控制单元，包括设置于主体上的第二液位计、用于调控浓缩前驱体浆料回流量的回流阀，所述第二液位计与回流阀联锁控制。
[0014]进一步地，所述第一液位计与出清阀通过PID控制方式进行联锁控制。
[0015]进一步地，所述出清单元包括连接过滤组件滤清液出口至主体外的出清管、设置于出清管上的出清泵，所述出清阀设置于出清管上。
[0016]进一步地，所述出清阀包括设置于出清管上的压力表、出清流量计、出清气动球阀。
[0017]进一步地，所述第二液位计与回流阀通过PID控制方式进行联锁控制。
[0018]进一步地，所述回流单元包括连接主体与反应釜的回流管，所述回流阀设置于回流管上。
[0019]进一步地，所述回流阀为电动调节阀。
[0020]进一步地，所述回流管上还设有回流切断阀。
[0021]进一步地，所述泵料单元包括连接反应釜与主体的进料管、设置于进料管上的进料泵、进料流量计以及进料气动球阀。
[0022]共沉淀反应系统，包括：
[0023]反应釜，供反应物在其中反应生成前驱体浆料；
[0024]正极材料前驱体共沉淀反应设备，包括主体、安装于主体内的过滤组件和搅拌单元，所述主体用于容纳前驱体浆料，所述过滤组件用于拦截主体内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；所述搅拌单元用于搅拌主体内的前驱体浆料；
[0025]泵料单元，用于将反应釜中的前驱体浆料泵入主体；
[0026]回流单元，用于将主体中的前驱体浆料回流至反应釜；
[0027]出清单元，用于将滤清液排至主体外；
[0028]第一液位控制单元，包括设置于反应釜上的第一液位计、用于调控滤清液排放流量的出清阀，所述第一液位计与出清阀联锁控制；
[0029]第二液位控制单元,包括设置于主体上的第二液位计、用于调控浓缩前驱体浆料回流量的回流阀，所述第二液位计与回流阀联锁控制。
[0030]可见，本专利技术通过第一液位控制单元将出清阀与第一液位计联锁控制，即根据第一液位控制单元的读数相应调节出清阀的开度，从而控制反应釜中的液位在生产过程中维持稳定；通过第二液位控制单元将第二液位计与回流阀联锁控制，即根据第二液位控制单元的读数相应调节回流阀的开度，由此控制正极材料前驱体共沉淀反应设备主体中的液位在生产过程中维持稳定。由此控制主体的滤清液出清量与反应釜的进液量大小一致以及控制主体内三元前驱体浆料的液位保持稳定，由此保证了三元前驱体浆料的总反应停留时间和反应釜内物料的浓度、搅拌流场、系统出清量，由此保证了最终生产出的正极材料三元前驱体产品品质稳定。
[0031]本专利技术还提供了一种正极材料前驱体共沉淀反应设备，以解决现有技术中由于搅拌桨叶设置位置不当造成的前驱体产品颗粒大小不一、过滤组件断裂、颗粒表面被破坏的问题。
[0032]申请人在实际生产研究中发现发现搅拌桨叶与过滤组件设置过远时会导致前驱体浆料得不到充分搅拌，造成前驱体产品颗粒出现大小不均匀的问题；搅拌桨叶与过滤组件设置过近时，搅拌桨叶在罐体径向上的端部会与过滤组件过滤面形成的滤饼接触或者搅拌形成的流体直接对过滤组件过滤面形成较强的作用力，或者通过对过滤组件过滤面上的滤饼形成的较强作用力间接作用过滤组件过滤面，导致过滤组件断裂、前驱体产品颗粒表面被破坏。
[0033]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种正极材料前驱体共沉淀反应设备，包括：
[0034]罐体，用于容纳前驱体浆料；
[0035]输入单元，用于将前驱体浆料输入到罐体中；
[0036]搅拌组件，设置于罐体内，用于搅拌罐体内的前驱体浆料；
[0037]过滤组件，绕搅拌组件环向布设于罐体内，用于拦截罐体内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；
[0038]所述搅拌组件的搅拌桨叶在罐体径向上的端部在搅拌时周向形成第一圆筒面，所有过滤组件上最接近搅拌桨叶的位置周向连成第二圆筒面，所述第一圆筒面在径向上与所述第二圆筒面之间的距离与罐体的内径之比为5％
‑
15％。
[0039]进一步地，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.正极材料前驱体共沉淀反应设备，其特征在于，包括主体(21)，用于容纳前驱体浆料；过滤组件(23)，安装于主体(21)内，用于拦截主体(21)内的前驱体以获得浓缩前驱体浆料并滤出滤清液；搅拌单元(22)，安装于主体(21)内，用于搅拌主体(21)内的前驱体浆料；泵料单元，用于将反应釜(1)中的前驱体浆料泵入主体(21)；回流单元，用于将主体(21)中的前驱体浆料回流至反应釜(1)；出清单元，用于将滤清液排至主体(21)外；第一液位控制单元，包括用于调控滤清液排放流量的出清阀，所述出清阀用于与设置于反应釜上的第一液位计(31)联锁控制；第二液位控制单元，包括设置于主体(21)上的第二液位计(51)、用于调控浓缩前驱体浆料回流量的回流阀(52)，所述第二液位计(51)与回流阀(52)联锁控制。2.如权利要求1所述的电池正极材料前驱体共沉淀反应设备，其特征在于，所述第一液位计(31)与出清阀通过PID控制方式进行联锁控制。3.如权利要求2所述的电池正极材料前驱体共沉淀反应设备，其特征在于，所述出清单元包括连接过滤组件(23)滤清液出口至主体(21)外的出清管(41)、设置于出清管(41)上的出清泵(42)，所述出清阀设置于出清管(41)上。4.如权利要求2所述的电池正极材料前驱体共沉淀反应设备，其特征在于，所述出清阀包括设置于出清管(41)上的压力表(322)、出清流量计(323)、出清气动球阀(321)。5.如权利要求1所述的电池正极材料前驱体共沉淀反应设备，其特征在于，所述第二液位计(51)与回流阀(52)通过PID控制方式进行联锁控制。6.如权利要求5所述的电池正极材料前驱体...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志，赵聪，杨光耀，康彬，李仲恺，
申请(专利权)人：四川思达能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：