[实用新型]一种锂离子电池正极材料前驱体的合成装置

说明书

本实用新型公开了一种锂离子电池正极材料前驱体的合成装置，该合成装置包括沉淀反应釜、中间罐、水力旋流器、陈化反应釜、浓密机。本实用新型的合成装置能够高效、稳定的消除前驱体中的细粉，并且制得的产品成品率高，成品率达到99％以上，产品性能一致性好。

技术领域

本发明属于化工设备领域，具体涉及一种新型的锂离子电池正极材料前驱体的合成装置。

背景技术

锂离子二次电池具有比能量高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，广泛应用于电动汽车、移动电话、笔记本电脑、平板电脑、便携式电动工具、摄录机、军用设备、调峰储能以及分散式储能等多个领域。

随着近年来人们对锂离子电池的比容量要求越来越高，其循环性能和安全性能也相应的恶化。正极材料作为锂离子电池的核心原材料，直接影响锂离子电池的比容量、循环性能和安全性能等。

目前锂离子电池正极材料主要是先通过制备成球形或类球形前驱体，然后将前驱体与锂源混合烧结制得。由于正极材料中小颗粒细粉的存在会使锂离子电池的循环性能和安全性能恶化，因此，在生产过程中，控制正极材料的小颗粒细粉至关重要。

通常行业内消除正极材料的小颗粒细粉的方法主要是将前驱体干粉通过分级设备进行分级，或者采用间歇合成方式生产前驱体，但是以上方法均有较大的缺点，第一种方法分级后的小颗粒细粉只能作为不合格物料报废，导致产品成品率低，生产成本高；第二种方法得到的前驱体粒度分布过窄，导致制成的正极材料压实密度低，影响电池能量密度，并且间歇法生产的前驱体批次间稳定性差。中国专利申请CN105731553A公开了一种晶簇状三元正极材料前驱体及其制备方法，专利中采用间歇合成法，改进了三元前驱体的沉淀条件，得到的前驱体为球形结构，但粒度分布过窄，不利于提高正极材料的压实密度。中国专利CN103943847B公开了一种制备镍钴锰三元材料前驱体的方法，专利中将制得的三元材料前驱体干粉过600目筛，将筛除得到的小粒径筛下料配制成悬浊液，加入反应釜中重新反应，尽管该方法能够去除一部分细粉，但是效率低、效果差，并且由于返回合成釜的细粉已经氧化，其再次合成生长时颗粒会发生分层现象，产品性能会恶化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池正极材料前驱体的合成装置，可以高效、稳定地降低锂离子电池正极材料前驱体的细粉含量，前驱体的粒度分布宽度适中，不会存在粒度分布过窄的问题，并且具有去除细粉效果好、产品一致性好、工艺简单、生产效率高、成品率高、成本低等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种锂离子电池正极材料前驱体的合成装置，包括沉淀反应釜、中间罐、水力旋流器、陈化反应釜、浓密机；其中所述沉淀反应釜设有搅拌系统、混合盐进液管、络合剂进液管、碱溶液进液管，反应釜侧面设有与中间罐连通的浆料溢流管道。

进一步，所述反应釜外表面设有保温夹套。

进一步，所述中间罐内部设有搅拌系统，外表面设有保温夹套。

进一步，所述沉淀反应釜和中间罐的釜体底部均设有出料阀门。

进一步，所述沉淀反应釜和中间罐的釜体底部出料口与水力旋流器的进料口之间的管路上设有打料泵。

进一步，所述水力旋流器底流出料口下部设有浆液过渡仓，过渡仓下料口与陈化反应釜连通。

进一步，所述水力旋流器溢流出料口通过管道与浓密机连通。

进一步，所述陈化反应釜内部设有搅拌系统。

进一步，所述浓密机内部设有搅拌系统和微孔过滤棒，微孔过滤棒出液口管道上设有加速滤液排出泵。

与现有技术相比，本实用新型具有下述有益效果：