NCA三元前驱体反应装置制造方法及图纸

本申请提供一种NCA三元前驱体反应装置，包括反应釜、内筒、搅拌装置和进料管道；内筒设置在反应釜内，反应釜与内筒侧壁之间形成环形通道，内筒与环形通道连通，搅拌装置设置在内筒的内部；进料管道包括铝液管、镍钴液管、氨水管和碱液管；其中，铝液管和碱液管的出料口位于环形通道内，且铝液管的出料口靠近反应釜的顶端设置，碱液管的出料口靠近反应釜的底端设置；镍钴液管和氨水管的出料口位于内筒内部。本申请有利于改善料液的分散性，提高NCA三元前驱体颗粒的球形度。前驱体颗粒的球形度。前驱体颗粒的球形度。

【技术实现步骤摘要】
NCA三元前驱体反应装置


[0001]本申请涉及锂电池材料制造技术，尤其涉及一种NCA三元前驱体反应装置。

技术介绍

[0002]随着环境问题和能源问题日益严峻，社会对新能源的需求日益增强，因此新能源材料技术发展迅速。其中，锂离子电池作为储能器件是新能源发展的一个重要方向，而NCA(镍钴铝酸锂)材料是目前商业潜力很大的锂离子电池正极材料。NCA材料综合了钴酸锂、镍酸锂材料的优点，具有高容量、循环性能好、成本低等特点。
[0003]相关技术中，NCA材料可以采用共沉淀法制备而成，具体制备时可以将沉淀剂加入同时含有镍离子、钴离子和铝离子的溶液中，经沉淀后得到NCA三元前驱体；制备过程可以在反应釜等设备内进行。最后再将NCA三元前驱体通过过滤、洗涤、热处理等步骤得到NCA材料。
[0004]但是，现有技术中，在制备NCA三元前驱体时易出现铝元素偏析现象，导致混合液中铝离子分布不均匀，合成的NCA三元前驱体中颗粒的球形度较差。

技术实现思路

[0005]为了克服相关技术下的上述缺陷，本申请的目的在于提供一种NCA三元前驱体反应装置，本申请有利于改善料液的分散性，提高NCA三元前驱体颗粒的球形度。
[0006]本申请提供一种NCA三元前驱体反应装置，包括反应釜、内筒、搅拌装置和进料管道；
[0007]所述内筒设置在所述反应釜内，所述反应釜与所述内筒侧壁之间形成环形通道，所述内筒与所述环形通道连通，所述搅拌装置设置在所述内筒的内部；
[0008]所述进料管道包括铝液管、镍钴液管、氨水管和碱液管；其中，所述铝液管的出料口和所述碱液管的出料口位于所述环形通道内，且所述铝液管的出料口靠近所述反应釜的顶端设置，所述碱液管的出料口靠近所述反应釜的底端设置；所述镍钴液管的出料口和所述氨水管的出料口位于所述内筒内部。
[0009]如上所述的NCA三元前驱体反应装置，可选地，所述搅拌装置包括搅拌轴以及设置在所述搅拌轴上的桨叶，所述搅拌轴沿所述反应釜的长度方向设置，所述桨叶沿所述反应釜的长度方向设置为多层，至少一层所述桨叶靠近所述内筒的底部设置，所述桨叶远离所述搅拌轴的一端朝所述反应釜的底部倾斜。
[0010]如上所述的NCA三元前驱体反应装置，可选地，所述内筒的底端呈敞口状；所述内筒的侧壁上设有多个开口。
[0011]如上所述的NCA三元前驱体反应装置，可选地，多个所述开口沿周向分布在所述内筒的侧壁上，所述开口靠近所述内筒的顶端设置。
[0012]如上所述的NCA三元前驱体反应装置，可选地，所述镍钴液管的出料口靠近所述桨叶设置。
[0013]如上所述的NCA三元前驱体反应装置，可选地，所述桨叶还包括靠近所述反应釜的长度方向的中部的中间层，所述镍钴液管的出料口靠近所述中间层的所述桨叶设置。
[0014]如上所述的NCA三元前驱体反应装置，可选地，所述氨水管的出料口靠近所述反应釜的顶端设置。
[0015]如上所述的NCA三元前驱体反应装置，可选地，所述进料管道包括至少两根所述铝液管、至少两根所述镍钴液管、至少两根所述氨水管和至少两根所述碱液管。
[0016]如上所述的NCA三元前驱体反应装置，可选地，还包括设置于所述反应釜的内侧壁和/或所述内筒的外侧壁的挡板。
[0017]如上所述的NCA三元前驱体反应装置，可选地，所述挡板沿所述反应釜的长度方向设置，所述挡板包括设置在所述反应釜的内侧壁上的多个第一挡板以及所述内筒的外侧壁上的多个第二挡板，多个所述第一挡板沿周向均匀分布在所述反应釜的内侧壁上，多个所述第二挡板沿周向均匀分布在所述内筒的外侧壁上，且多个所述第一挡板和多个所述第二挡板交错设置。
[0018]本申请提供一种NCA三元前驱体反应装置，包括反应釜、内筒、搅拌装置和进料管道；内筒设置在反应釜内，反应釜与内筒侧壁之间形成环形通道，内筒与环形通道连通，搅拌装置设置在内筒的内部；进料管道包括铝液管、镍钴液管、氨水管和碱液管；其中，铝液管和碱液管的出料口位于环形通道内，且铝液管的出料口靠近反应釜的顶端设置，碱液管的出料口靠近反应釜的底端设置；镍钴液管和氨水管的出料口位于内筒内部。本申请通过将镍钴液管的出料口和氨水管的出料口连通内筒的内部，将铝液管的出料口和碱液管的出料口连通反应釜与内筒之间的环形通道，且铝液管的出料口靠近反应釜的顶端设置，碱液管的出料口靠近反应釜的底端设置；在搅拌装置的作用下，含有镍离子、钴离子、铝离子、氨水和碱液的混合液从内筒的底端流到环形通道，再从内筒的顶端流回内筒中。在此过程中，镍离子和钴离子先在内筒中与氨水络合后，再通过内筒的底部与碱液反应，最后铝离子在镍钴成核的基础上进行沉淀，避免了铝离子直接接触碱液沉淀过快，提高铝元素在颗粒中分布均匀性，有利于提高NCA三元前驱体中颗粒的球形度。搅拌装置有利于使混合液中各离子更加分散，从而进一步改善了料液的分散性，以提高NCA三元前驱体颗粒的球形度。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本申请实施例提供的NCA三元前驱体反应装置的结构简图；
[0021]图2为本申请实施例提供的NCA三元前驱体反应装置在使用时内部液体流向的示意图。
[0022]附图标记：
[0023]100
‑
反应釜；110
‑
溢流口；120
‑
放料阀；130
‑
盖体；131
‑
铝液管通孔；132
‑
镍钴液管通孔；133
‑
氨水管通孔；134
‑
碱液管通孔；
[0024]200
‑
内筒；210
‑
开口；
[0025]300
‑
搅拌装置；310
‑
搅拌轴；320
‑
桨叶；
[0026]410
‑
铝液管；420
‑
镍钴液管；430
‑
氨水管；440
‑
碱液管；
[0027]510
‑
第一挡板。
具体实施方式
[0028]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0029]基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0030]相关技术中，采用共沉淀法制备NCA材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种NCA三元前驱体反应装置，其特征在于，包括反应釜(100)、内筒(200)、搅拌装置(300)和进料管道；所述内筒(200)设置在所述反应釜(100)内，所述反应釜(100)与所述内筒(200)侧壁之间形成环形通道，所述内筒(200)与所述环形通道连通，所述搅拌装置(300)设置在所述内筒(200)的内部；所述进料管道包括铝液管(410)、镍钴液管(420)、氨水管(430)和碱液管(440)；其中，所述铝液管(410)的出料口和所述碱液管(440)的出料口位于所述环形通道内，且所述铝液管(410)的出料口靠近所述反应釜(100)的顶端设置，所述碱液管(440)的出料口靠近所述反应釜(100)的底端设置；所述镍钴液管(420)的出料口和所述氨水管(430)的出料口位于所述内筒(200)内部。2.根据权利要求1所述的NCA三元前驱体反应装置，其特征在于，所述搅拌装置(300)包括搅拌轴(310)以及设置在所述搅拌轴(310)上的桨叶(320)，所述搅拌轴(310)沿所述反应釜(100)的长度方向设置，所述桨叶(320)沿所述反应釜(100)的长度方向设置为多层，至少一层所述桨叶(320)靠近所述内筒(200)的底部设置，所述桨叶(320)远离所述搅拌轴(310)的一端朝所述反应釜(100)的底部倾斜。3.根据权利要求1或2所述的NCA三元前驱体反应装置，其特征在于，所述内筒(200)的底端呈敞口状；所述内筒(200)的侧壁上设有多个开口(210)。4.根据权利要求3所述的NCA三元前驱体反应装置，其特征在于，多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛磊，徐乾松，陈贻根，徐家鑫，刘刚，
申请(专利权)人：宁波容百新能源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：