一种制备大粒径球形四氧化三钴的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种制备大粒径球形四氧化三钴的装置，包括反应装置和分别与反应装置相连的入料通道和出料通道，出料通道上并联设置有回流支管和合格品收集支管，回流支管的一端与出料通道相连通，另一端与入料通道或反应装置相连通，回流支管和合格品收集支管上均设有开关阀。当合格品收集支管处的悬浮溶液中的四氧化三钴粒度未达到预定生产粒径时则关闭该管，并使悬浮溶液流回反应装置内进行反应，从将含有大量四氧化三钴颗粒的悬浮溶液加入到反应装置内，为新生成的四氧化三钴提供大量的附着体，这就有效克服了现有技术中新生成的四氧化三钴没有附着体的问题，实现了四氧化三钴粒度的继续增长，最终制备出大粒径的球形四氧化三钴。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电池材料制备
，特别涉及一种制备大粒度的电池级球形四氧化三钴的装置。
技术介绍
锂离子电池因其电压高、能量密度高、循环寿命长、环境污染小等优点备受青睐，近年来，随着小型可移动电池需求的进一步增长，为锂离子电池工业的发展创造了良好的机遇。锂离子电池行业的快速发展带动了其正极材料如钴酸锂等钴系正极材料的发展，因此对锂离子电池的钴系正极材料的需求也大幅增长。四氧化三钴是锂离子电池正极材料钴酸锂的原料，一般来说，钴酸锂的粒径越大，其制成的电池的电压相对来说就越高，而钴酸锂的粒径对四氧化三钴的前驱体具有继承性，因而制作高电压电池首先需要制备出大粒径的四氧化三钴。目前四氧化三钴制备过程中的反应部分是采用反应釜，具体是将反应原料从反应釜的入料口直接通入到反应釜的底部，然后继续通入反应原料直至物料到达釜体上部的出料口，在通料的过程当中反应釜中的搅拌装置在不断的进行搅拌，最后从出料口流出的液体中含有四氧化三钴颗粒。但是由于将反应原料直接通入到反应釜的底部，然后通过搅拌装置不断进行搅拌生成四氧化三钴颗粒，而生成的四氧化 三钴颗粒将随着搅拌釜的搅拌上升最终从出料口随液体一同流出，底部新生成的四氧化三钴由于没有附着体因此趋向于继续形成较小的四氧化三钴颗粒，因此该种装置无法制备14微米以上的四氧化三钴颗粒。因此，如何能够提供一种制备大粒径的电池级球形四氧化三钴的装置，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种制备大粒径球形四氧化三钴的装置，以制取粒径在14微米以上的电池级球形四氧化三钴，从而为高电压电池的制备时所需要的大粒径钴酸锂提供原料。为解决上述技术问题，本技术提的制备大粒径球形四氧化三钴的装置包括反应装置和分别与所述反应装置相连的入料通道和出料通道，所述出料通道上并联设置有回流支管和合格品收集支管，所述回流支管的一端与所述出料通道相连通，另一端与所述入料通道或反应装置相连通，且所述回流支管和所述合格品收集支管上均设置有开关阀。优选的，所述回流支管上串联有第一存储罐，所述合格品收集支管上串联有第二存储罐，且所述合格品收集支管的一端与所述出料通道相连通，另一端与和所述第一存储罐底部相连的回流支管并联，所述第一存储罐和第二存储罐底部均设置有用于释放罐内液体的液体释放口，与所述第一存储罐和第二存储罐的顶部和底部相连的回流支管和合格品收集支管上均设置有开关阀。优选的，所述第一存储罐和第二存储罐为釜式反应器。优选的，所述反应装置为管式反应器。优选的，所述管式反应器还设置有搅拌轴，所述搅拌轴上设置有螺旋搅拌齿。优选的，所述管式反应器的表面还间隔设置有多个温度调节装置。优选的，还包括设置于所述管式反应器上的在线pH测试计。由以上技术方案可知，本技术所提供的制备大粒径球形四氧化三钴的装置由于在反应装置的出料通道上并联设置有回流支管和合格品收集支管，并且回流支管的一端与出料通道相连通，另一端与入料通道或反应装置相连通，且回流支管和合格品收集支管上均设置有开关阀，因此当合格品收集支管处的悬浮溶液中的四氧化三钴粒度未达到四氧化三钴的预定生产粒径时需要关闭合格品收集支管，并将回流支管的开关阀打开，使悬浮溶液重新`流回反应装置内进行反应，从而可以将出料口处含有大量四氧化三钴颗粒的悬浮溶液重新流回到反应装置内，这样就为反应装置内新生成的四氧化三钴提供了大量的附着体，有效克服了现有技术中新生成的四氧化三钴没有附着体的问题，实现了四氧化三钴粒度的继续增长，最终制备出大粒径的电池级球形四氧化三钴。附图说明图1为本技术实施例所提供的制备大粒径球形四氧化三钴的装置的整体示意图；图2为图1中所提供的制备大粒径球形四氧化三钴的装置中的搅拌轴示意图。具体实施方式本技术的核心目的是提供一种制备大粒径球形四氧化三钴的装置，该装置可以实现粒径在14微米及其以上的电池级球形四氧化三钴的制取。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图和实施方式对本技术作进一步的详细说明。请同时参考图1和图2，图1为本技术实施例所提供的制备大粒径球形四氧化三钴的装置的整体示意图，图2为图1中所提供的制备大粒径球形四氧化三钴的装置中的搅拌轴示意图。本技术所提供的制备大粒径四氧化三钴的装置，用于制取14微米及其以上的球形四氧化三钴中，主要应用于反应阶段，该装置包括反应装置和分别与反应装置相连的入料通道12和出料通道6，出料通道6上并联设置有回流支管7和合格品收集支管8，回流支管7的一端与出料通道6相连通，另一端与入料通道12或反应装置相连通，且回流支管7和合格品收集支管8上均设置有开关阀。由于在反应装置的出料通道6上并联设置有回流支管7和合格品收集支管8，并且回流支管7的一端与出料通道6相连通，另一端与入料通道12或反应装置相连通，且回流支管7和合格品收集支管8上均设置有开关阀。因此当合格品收集支管8处的悬浮溶液中的四氧化三钴粒度未达到四氧化三钴的预定生产粒径时需要关闭合格品收集支管8，并将回流支管7的开关阀打开，使悬浮溶液重新流回反应装置内进行反应，这样就为反应装置内新生成的四氧化三钴提供了大量的附着体，有效克服了现有技术中新生成的四氧化三钴没有附着体的问题，从而实现了四氧化三钴粒度的继续增长，最终制备出大粒径的电池级球形四氧化三钴。为了进一步优化上述技术方案，本实施例中还在回流支管7上串联有用于四氧化三钴悬浮液存储的第一存储罐11，合格品收集支管8上串联有第二存储罐9，且合格品收集支管8的一端与出料通道6相连通，另一端与和第一存储罐11底部相连的回流支管7并联，第一存储罐11和第二存储罐9底部均设置有用于释放罐内的四氧化三钴悬浮液的液体释放口 10，与第一存储罐11和第二存储罐9的顶部和底部相连的回流支管7和合格品收集支管8上均设置有开关阀，如图2中所示。这样可以实现同时制取多种不同粒度要求的四氧化三钴，第一存储罐11内可以存储一部分粒度较小的四氧化三钴悬浮溶液，并将另一部分释放使其回流至反应装置内继续生长，而第二存储罐9内存储的是粒度复合要求的大粒径四氧化三钴悬浮溶液，这样就可以同时生产出多种不同粒度的四氧化三钴颗粒，从而提高生产效率。为了进一步优化上述技术方案，本实施例中的反应装置优选的为管式反应器，由于管式反应器的进料口 12采用压力注入，并且整个管道内的反应温度容易控制，因而可以有效缩短物料停留时间，提闻生广效率。本实施例中所采用的管式反应器设置有由电机I带动的搅拌轴13，请参考图1和图2，电机I通过减速装置2带动搅拌轴13旋转，并且搅拌轴13上设置有螺旋搅拌齿14，螺旋搅拌齿14不仅可以使物料更充分的混合，同时还能够为物料的流动提供推动力，从而进一步促进了管式反应器内物料的流动，缩短反应物停留时间，提高生产效率。在生产过程中，有时需要设置长度较大的管式反应器，这样为了使最后制备出来的四氧化三钴的粒度分布尽量窄，需要使管道的不同位置存在温度差别，因此本实施例中在管式表面间隔设 置了多个温度调节装置4，这些温度调节装置4可以为液体温度调节装置，液体温度调节装置包括保温液入口 3和保温液出口 5，通过对各个温度调节装置4通入不同温度的保温液即可实现对管式反应器中的各段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备大粒径球形四氧化三钴的装置，包括反应装置和分别与所述反应装置相连的入料通道（12）和出料通道（6），其特征在于，所述出料通道（6）上并联设置有回流支管（7）和合格品收集支管（8），所述回流支管（7）的一端与所述出料通道（6）相连通，另一端与所述入料通道（12）或反应装置相连通，且所述回流支管（7）和所述合格品收集支管（8）上均设置有开关阀。

【技术特征摘要】
1.一种制备大粒径球形四氧化三钴的装置，包括反应装置和分别与所述反应装置相连的入料通道(12)和出料通道(6)，其特征在于，所述出料通道(6)上并联设置有回流支管(7)和合格品收集支管(8)，所述回流支管(7)的一端与所述出料通道(6)相连通，另一端与所述入料通道(12)或反应装置相连通，且所述回流支管(7)和所述合格品收集支管(8)上均设置有开关阀。2.根据权利要求1所述的制备大粒径球形四氧化三钴的装置，其特征在于，所述回流支管(7)上串联有第一存储罐(11)，所述合格品收集支管(8)上串联有第二存储罐(9)，且所述合格品收集支管(8)的一端与所述出料通道(6)相连通，另一端与和所述第一存储罐 (11)底部相连的回流支管(7)并联，所述第一存储罐(11)和第二存储罐(9)底部均设置有用于释放罐内液体的液体释放...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚洪亮，沈恒冠，陆益展，蔡运和，
申请(专利权)人：宁波科博特钴镍有限公司，
类型：实用新型
国别省市：