本发明专利技术通过在其生产的压块中设置通孔，在烧结的过程中，该通孔形成压块的内部气流交换通道，一方面通过该气流交换通道增大气体的进出，另一方面在压块中增大了氧化反应的面积，加快了氧化反应，缩短烧结时间，使压块中的二价镍充分氧化，进而使钠元素充分扩散进入正极材料内部，从而使钠离子正极材料的循环稳定性更高。解决了现有技术中由于钠离子的半径相对较大(约为0.102nm)，不利于高温烧结时离子半径较大的钠离子在前驱体内部的扩散，因此导致钠离子电池容量低的问题。改变了现有技术中通过将材料压块后切片来加快材料的氧化反应的思路，且本发明专利技术在单台设备的产量上相较于现有技术三台设备的产量也得到了较大的提升，极大的提高了企业的生产效率。的提高了企业的生产效率。的提高了企业的生产效率。
【技术实现步骤摘要】
一种钠离子正极材料的压块装置及其制备方法
[0001]本专利技术涉及电池材料制备装置及产品制备工艺，更具体地涉及一种钠离子正极材料的压块装置及其制备方法。
技术介绍
[0002]近年来，锂离子电池已经被广泛应用在低速电动汽车、便携式电子设备等方向。然而，由于锂资源在地壳中存储有限，并且分布不均匀，锂离子电池是否能够适用于大规模储能体系引发科研工作者的思考。
[0003]作为一种新型的储能器件，钠离子电池具有与锂离子电池相似的工作原理，此外，钠资源在地壳中分布均匀，存储丰富，因此生产成本更加低廉，逐渐被认为在大规模储能上具有较大的应用潜力。但较大的半径、较重的相对分子质量在一定程度上限制了钠离子电池的能量密度、功率密度以及循环性能。因此，设计与开发更加高性能电极材料对于钠离子电池的发展至关重要。
[0004]钠离子电池正极材料通常采用共沉淀
‑
高温固相烧结法制备，该方法所制备的正极材料具有颗粒尺寸、形貌、振实密度等物化参数可控性好的优点，能沿用目前锂电正极材料的生产设备，被认为是钠电层状氧化物正极材料最适合大规模生产的方法。然而共沉淀
‑
高温固相烧结法制备钠离子正极材料仍然存在能量密度低和循环稳定性差的技术问题，其主要原因在于主要由两方面的原因造成：一方面，钠离子半径较大，前驱体与钠盐高温固相反应过程中，钠离子进入材料内部缓慢，造成局部残钠过高；另一方面，与前驱体的结构相关，过于密实的球形前驱体不利于高温下钠离子在材料内部的扩散。要解决上述的两个问题，需要将混合好的原材料通过外力促使原材料之间能紧密接触并形成块状，确保反应能充分进行；另外又由于密度过高的前驱体不利于高温下钠离子在材料内部的扩散，还需要在压块烧结的过程中注入高氧化性强的气体，或进行切片增大氧化面积，来提高二价镍氧化的速度，从而使钠元素充分扩散进入前驱体，进而才有利于制备出纯相的正极材料。而目前基本采用人工或常规实验室压片装置进行正极材料的原材料压实、切片和装钵后才最终送入烧结炉中，现有技术中通过将压块进行切片，增加钠离子电池正极材料在烧结的过程中的氧化面积来提高其氧化反应的速度，但是该材料停留在切片的制备过程中所需的时间较长，从而导致正极原材料在生产的过程中所需的时间也较长。另外为了提高制备效率，通常都是设置多台设备进行操作，才能完成正极材料的压实、切片；现有技术中的压块装置以及制备钠离子正极材料的方法中均存在操作工序繁琐且复杂，并且单批次制备量少，无法进行大规模的钠离子原材料制备的问题。
技术实现思路
[0005]基于此
技术介绍
，本专利技术的一个目的是提供一种制备出具有通孔压块方法以及压块装置，其可集现有技术中压实、切片于一体的压块装置，一次成型、自动卸料，将原来需要的多台设备分别进行压实、切片的设备优化成一台设备，并且在产量和制备工艺上也相较
于现有技术得到了极大的提升，提高了钠离子正极材料的生产效率。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的具体技术方案为：
[0007]一种钠离子正极材料的压块装置，其特点是：包括机架和位于所述机架上的装载机构、送料机构和压制机构，所述装载机构位于所述压制机构的下方，所述装载机构包括定形结构和占柱结构，所述占柱结构可向上伸入所述定形结构内部，以形成具有通孔预制模块的半封闭腔室；所述送料机构将物料填装进所述半封闭腔室内，所述压制机构包括压制件，所述压制件上设有与所述通孔预制模块相配合的空腔，所述压制件可向下移动插入所述半封闭腔室内而将填装在半封闭腔室内的物料压制成具有通孔的压块。
[0008]当占柱结构由多部分结构构成时，所述定形结构包括上方开口和下方开口，所述占柱结构还包括抵接件和预制件，所述预制件包括多个沿圆周均匀分布的预制单元，所述抵接件上设有允许所述预制单元通过的通孔；当所述抵接件抵接于所述下方开口处，所述预制单元穿过所述通孔伸入所述定形结构内部，以形成具有均匀分布通孔预制模块的半封闭腔室。所述抵接件为滑块，所述滑块上设有允许所述预制单元通过的通孔；当所述滑块抵接于所述下方开口处，所述预制单元穿过通孔伸入所述定形结构内部，以形成具有均匀分布通孔预制模块的半封闭腔室。
[0009]当占柱结构为整体结构时，所述定形结构包括上方开口和下方开口，所述占柱结构还包括抵接件和预制件，所述预制件包括多个沿圆周均匀分布的预制单元，多个所述预制单元的一端与所述抵接件固定连接，当所述抵接件抵接于所述下方开口处，所述预制单元伸入所述定形结构内部，以形成具有均匀分布通孔预制模块的半封闭腔室。所述抵接件为抵板，多个所述预制单元的一端与所述抵板固定连接；当所述抵板抵接于所述定形结构的下方开口处，多个所述预制单元伸入所述定形结构内部，以形成具有均匀分布通孔预制模块的半封闭腔室。
[0010]为了使压块装置实现压块和装钵流水式操作，节省操作时间，包括位于所述定形结构和所述占柱结构之间的匣钵，用于盛接所述装载机构上被脱模的压块。
[0011]为了使压块装置在生产过程中实现自动化操作，包括动力单元，用于驱动所述装载机构、送料机构、压制机构和匣钵沿其预设的运动方向进行运动。
[0012]所述定形结构包括上方开口和下方开口；
[0013]所述占柱结构位于所述定形结构下方开口处，相对于定形结构可上下运动；
[0014]所述送料机构位于所述定形结构侧上方，相对于定形结构可左右运动；
[0015]所述压制件位于所述定形结构上方开口处，相对于所述定形结构可上下运动；
[0016]所述匣钵位于所述定形结构侧下方，相对于所述定形结构可左右运动；
[0017]所述占柱结构可向上伸入所述定形结构内部，并抵接于所述定形结构的下方开口处，以形成具有通孔的预制模块的半封闭腔室；所述送料机构移动至所述定形结构上方开口处时，为所述半封闭腔室输送物料，待输送物料动作结束，送料机构复位远离定形结构的上方开口处，预留出所述压制件进入的空间，所述压制件朝向所述定形结构移动并进入所述半封闭腔室内对已填装的物料进行压制，以形成具有通孔的压块；所述占柱结构向下移动并预留出匣钵进入的空间，所述匣钵移动至所述定形结构下方开口处，以盛接所述定形结构上被脱模的压块；压制件再次下压，将压块从定形结构上脱模直至掉落匣钵内。
[0018]为了回收装载机构上方被刮出的多余物料以及在压制过程中排出的粉尘，避免物
料的不必要浪费，还包括储料机构，所述储料机构上设有吸尘装置和管道，所述管道的一端与吸尘装置连接，另一端设于所述定形结构上，用于吸取压制过程中排出的粉尘和气体。
[0019]为了使匣钵的规格满足现有行业的标准设计，且制备出的压块具有合适的充分氧化反应通道，匣钵所述匣钵的形状为四边形，所述匣钵的装载尺寸为330mm*330mm*100mm，所述定形结构的形状和尺寸与所述匣钵的形状和尺寸相配合，所述定形结构的装载尺寸为320mm*320mm*90mm～325mm*325mm*95mm。所述预制单元的尺寸和数量与所述定形结构的形状与尺寸相配合，所述预本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钠离子正极材料的压块装置，其特征在于：包括机架(1)和位于所述机架(1)上的装载机构(2)、送料机构(6)和压制机构(3)，所述装载机构(2)位于所述压制机构(3)的下方，所述装载机构(2)包括定形结构(21)和占柱结构(22)，所述占柱结构(22)可向上伸入所述定形结构(21)内部，以形成具有通孔预制模块的半封闭腔室；所述送料机构(6)将物料填装进所述半封闭腔室内，所述压制机构(3)包括压制件(31)，所述压制件(31)上设有与所述通孔预制模块相配合的空腔(311)，所述压制件(31)可向下移动插入所述半封闭腔室内而将填装在半封闭腔室内的物料压制成具有通孔的压块(7)。2.根据权利要求1所述的一种钠离子正极材料的压块装置，其特征在于：所述定形结构(21)包括上方开口(211)和下方开口(212)，所述占柱结构(22)还包括抵接件(221)和预制件(222)，所述预制件(222)包括多个沿圆周均匀分布的预制单元(2221)，所述抵接件(221)上设有允许所述预制单元(2221)通过的通孔(2211)；当所述抵接件(221)抵接于所述下方开口(212)处，所述预制单元(2221)穿过所述通孔(2211)伸入所述定形结构(21)内部，以形成具有均匀分布通孔预制模块的半封闭腔室。3.根据权利要求1所述的一种钠离子正极材料的压块装置，其特征在于：所述定形结构(21)包括上方开口(211)和下方开口(212)，所述占柱结构(22)还包括抵接件(221)和预制件(222)，所述预制件(222)包括多个沿圆周均匀分布的预制单元(2221)，多个所述预制单元(2221)的一端与所述抵接件(221)固定连接，当所述抵接件(221)抵接于所述下方开口(212)处，所述预制单元(2221)伸入所述定形结构(21)内部，以形成具有均匀分布通孔预制模块的半封闭腔室。4.根据权利要求2所述的一种钠离子正极材料的压块装置，其特征在于：所述抵接件(221)为滑块(223)，所述滑块(222)上设有允许所述预制单元(2221)通过的通孔(2211)；当所述滑块(222)抵接于所述下方开口(212)处，所述预制单元(2221)穿过通孔(2211)伸入所述定形结构(21)内部，以形成具有均匀分布通孔预制模块的半封闭腔室。5.根据权利要求3所述的一种钠离子正极材料的压块装置，其特征在于：所述抵接件(221)为抵板(224)，多个所述预制单元(2221)的一端与所述抵板(224)固定连接；当所述抵板(224)抵接于所述定形结构(21)的下方开口(212)处，多个所述预制单元(2221)伸入所述定形结构(21)内部，以形成具有均匀分布通孔预制模块的半封闭腔室。6.根据权利要求1或2或3所述的一种钠离子正极材料的压块装置，其特征在于：包括位于所述定形结构(21)和所述占柱结构(22)之间的匣钵(4)，用于盛接所述装载机构(2)上被脱模的压块(7)。7.根据权利要求6所述的一种钠离子正极材料的压块装置，其特征在于：包括动力单...
【专利技术属性】
技术研发人员：李江，蔡伟华，赵建明，郭启涛，
申请(专利权)人：深圳华钠新材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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