[实用新型]热气旋式机械力化学包覆法制备镍锰钴酸锂材料的装置

说明书

本实用新型提出一种热气旋式机械力化学包覆法制备镍锰钴酸锂材料的装置，包括压缩空气加热室、多级气旋盘、布袋收尘室、螺旋传送器；所述压缩空气加热室的输出管路连接所述多级气旋盘，所述多级气旋盘顶部通过管路连接所述布袋收尘室，所述布袋除尘室底部通过螺旋传送器连接所述多级气旋盘的底部形成物料循环回路；所述布袋收尘室连接有排气风机；所述螺旋传送器上设置有物料进料装置和出料管。本实用新型提出的热气旋式机械力化学包覆装置，适合各种粉体材料的包覆，克服了水溶液体系包覆方法对材料的副作用，也避免了有机溶剂体系的生产中的安全难题。气旋盘级数可以简单增加，包覆量可控，包覆均匀。

技术领域

本实用新型属于能源材料领域，具体涉及一种用于锂离子电池电极材料制备的装置。

背景技术

锂离子电池镍锰钴酸锂正极材料可以用分子式LiNixMnyCo1-x-yO4表示，简称NMC。由于NMC综合性能优良，已经在储能电池和动力电池上得到广泛应用。

粉体材料的表面包覆修饰方法是根据结构化和功能化的设计需要，在材料表面引入包覆层，在粒子体表面涂敷一层或多层具有不同化学组成的覆盖层，以适应不同的技术需求。研究表明表面包覆改性是提升NMC材料电化学性能的有效途径，尤其对高镍含量NMC材料。目前常见的对材料进行表面包覆的方法有：化学气相沉积法、液相化学法、微胶囊化法、机械力化学法等。其中，较为适用工业规模生产的包覆方法是化学气相沉积法、液相化学法和机械力化学法。对于NMC材料而言，化学气相沉积法对于NMC材料包覆有较大的局限性，而液相法多采用金属有机物液体包覆，由于包覆用的有机盐多为易燃易爆物，给安全生产带来不少隐患，相比之下，机械力化学法包覆优点突出。

机械力化学法包覆可应用于固-固、固-液以及固-气反应体系，是通过给固体物质输入机械能量从而使固相形态、晶体结构等发生改变，并诱导其产生物理和化学变化的一种技术。具体为通过机械力的不同作用方式，如研磨、压缩、冲击、摩擦、剪切、延伸等形式，实现机械能量的积累，从而使受力物体的物理化学性质和结构发生变化，表现在以下三个方面：

(1)、晶格产生缺陷或者畸变，化学反应平衡和活化能等发生改变，使材料活性提高；

(2)、材料分散度增大，通过机械粉碎成为微细粉末或凝胶，或具有开放性的孔隙、组织，产生新的表面，比表面积增加，表面能发生变化，活性显著提高；

(3)、材料在机械力的作用下，结构发生变化，新生表面产生一些原子团，促使反应的活性增加，从而激发和加速产生化学效应。

目前，相关行业采用一种机械融合机对NMC等正极活性物质进行包覆，但是这种装置的生产效率低，物料装入量小，为了提高机械能，机械融合机要求转速极高，通常在6000rpm左右，给增速机械传动部件制造和轴向机械密封带来很大难度，设备成本高。

实用新型内容

针对本领域存在的不足之处，本实用新型的目的是提出一种热气旋式机械力化学包覆法制备镍锰钴酸锂材料的装置。

实现本实用新型目的的技术方案为：

一种热气旋式机械力化学包覆法制备镍锰钴酸锂材料的装置，包括

压缩空气加热室、多级气旋盘、布袋收尘室、螺旋传送器；

所述压缩空气加热室的输出管路连接所述多级气旋盘；

所述多级气旋盘顶部通过管路连接所述布袋收尘室，布袋收尘室底部通过所述螺旋传送器连接多级气旋盘的底部形成物料循环回路；

所述布袋收尘室连接有排气风机；

所述螺旋传送器上设置有物料进料装置和出料管。