[实用新型]一种用于锂离子电池正极材料生产的泰勒流反应釜

说明书

一种用于锂离子电池正极材料生产的泰勒流反应釜，包括外筒和位于外筒内部与其同轴设置的内筒，外筒上方设有顶盖，顶盖上方设有电机，电机连接有转轴，转轴的下方伸入到内筒内部，内筒内侧通过至少两根连接杆连接至转轴；所述外筒的底部设有分气盒，分气盒上方连接有多个喷嘴，每个喷嘴的上方均设有静态混合器，静态混合器的上端位于内筒内侧；分气盒的下方还连接有进气管道；静态混合器还设有液相进料管；所述外筒下方还设有出料口。本实用新型中将内筒设置成敞开的结构，通过分气盒、喷嘴及静态混合器的设置，气流经喷嘴高速喷出，在静态混合器中与液相进行混合后成为旋流流体进入内筒，构建出泰勒涡柱，使得反应的颗粒大小及形状更为均匀。

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池材料制备领域，具体是一种用于锂离子电池正极材料生产的泰勒流反应釜。

背景技术

锂离子电池用镍钴锰酸锂正极材料(简称三元正极材料)因其具有高可逆比容量，优良的热稳定性和安全性以及成本相对较低等优点近些年来受到广泛的关注。单粒子形貌的三元正极材料压实密度高、比表面积低，具有良好的加工性能和循环性能，能量密度高。在制备过程中，普通的混合得到的粒子内部空隙大，结构稳定性差，容易塌陷。

泰勒流反应釜两个圆筒同轴放置、内外筒相对旋转（一般为内筒旋转而外筒固定）而起到搅拌作用的一类反应器。两筒之间的间隙即为反应场所，当内筒转速达到特定值时，间隙中的流场会产生独特的次级流动，即为泰勒流。泰勒流反应釜两具有传热面积大,热传递性效率高；同时可以很好的减少枯壁的发生;物料在反应器内的停留时间分布以及流型容易调节,产品质量易于控制等优点,被广泛的应用于化工、生物、材料、环境等诸多相关领域。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于锂离子电池正极材料生产的泰勒流反应釜，制备得到的锂离子电池三元正极材料的粒子均匀，振实密度高。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于锂离子电池正极材料生产的泰勒流反应釜，包括外筒和位于外筒内部与其同轴设置的内筒，外筒上部设有顶盖，顶盖上方设有电机，电机连接有转轴，转轴的下方伸入到内筒内部，内筒内侧通过至少两根连接杆连接至转轴；所述外筒的底部设有分气盒，分气盒上方连接有多个喷嘴，每个喷嘴的上方均设有静态混合器，静态混合器的上端位于内筒内侧；分气盒的下方还连接有进气管道；静态混合器还设有液相进料管；所述外筒下方还设有出料口。

进一步地，所述外筒内壁和内筒的外壁均为起伏的波状结构。

进一步地，所述外筒内壁和内筒的外壁的波状结构对称设置。

进一步地，连接杆位于内筒的中部，其一端与内筒内壁固定连接，另一端与转轴固定连接。

进一步地，所述外筒内还设有温度传感器。

进一步地，所述静态混合器为SK型静态混合器。

进一步地，所述分气盒上连接有3个喷嘴，每个喷嘴上方设有静态混合器。

本实用新型具有以下有益效果：

1、现有的泰勒流反应釜多为管式结构，内筒为封闭结构，仅能够利用内筒与外筒之间的缝隙进行反应，反应器体积偏小，生产效率低；本实用新型中将内筒设置成敞开的结构，在保留了传统管式泰勒流反应釜优点的同时，增加了反应器的有效反应空间，将其应用于锂离子电池三元正极材料的制备，得到的颗粒均匀，形状均一，而且其操作简便，易于调节，通过改变操作参数可对颗粒的生成进行有效控制。

2、通过分气盒、喷嘴及静态混合器的设置，分气盒用于确保分气均匀，气流经喷嘴高速喷出，在静态混合器中与液相进行混合后成为旋流流体进入内筒，在内筒上升的过程中诱导产生泰勒流，从而在反应釜中构建出泰勒涡柱，提供较大的比表接触面积，促进反应的进行，同时保证较高的传质系数和较小的剪切应，确保颗粒的均匀。