[发明专利]用于实现反应与过滤浓缩的装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于实现反应与过滤浓缩的装置及方法，包括反应器，所述反应器设有反应原料输入口和反应产品浓缩物输出口的外壳；其中，所述外壳上设有过滤器安装口，所述反应器通过该过滤器安装口设置过滤器使所述过滤器设置于反应器内。这样解决由于用于反应的反应设备和用于过滤浓缩的过滤浓缩设备之间属于两个彼此独立的不同设备而带来的设备数量较多、设备占地面积较大的技术问题。

技术领域

本发明说明书有关的部分中涉及实现反应与过滤浓缩的系统的过滤器，具体涉及使反应 原料发生物理和/或化学反应并对反应产品进行过滤浓缩的方法，尤其涉及使制备三元材料前 驱体的原料进行反应并对三元材料前驱体进行过滤浓缩的方法，涉及用于实现反应与过滤浓 缩的装置及方法。

背景技术

在需要先使反应原料进行反应获得反应产品，然后再对该反应产品进行过滤浓缩的处理 流程中，用于反应的反应设备和用于过滤浓缩的过滤浓缩设备之间通常是两个彼此独立的不 同设备。例如，在一种锂离子电池三元材料前驱体的制备工艺中，反应釜和离心机之间彼此 连接，运行时，由镍盐(如硫酸镍)、钴盐(如硫酸钴)、锰盐(如硫酸锰)和水配置成的一 定浓度的混合盐溶液与一定浓度的氢氧化钠溶液分别进入反应釜并在反应釜中发生盐碱中和 反应生成三元材料前驱体晶核，反应完成后反应釜中的浆液再被输送至离心机进行过滤浓缩。 显然，由于反应釜与离心机属于两个彼此独立的不同设备，这些设备需配置的数量较多且占 地面积也较大，此外，还导致工艺流程控制的难度增大。

发明内容

本发明的目的在于提供用于实现反应与过滤浓缩的正极材料前驱体的制备方法，以解决 由于用于反应的反应设备和用于过滤浓缩的过滤浓缩设备之间属于两个彼此独立的不同设备 而带来的设备数量较多、设备占地面积较大的技术问题。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种正极材料前驱体的制备方 法，包括：

向反应器提供包含用于制备正极材料前驱体的金属盐溶液的原料；促使原料反应生成正 极材料前驱体，并在正极材料前驱体生长过程中继续向反应器提供确保正极材料前驱体生长 到设定要求的所述金属盐溶液；

通过位于反应器中的过滤元件对反应器中的溶液进行固液分离过滤从而将反应器中的液 体量维持在反应所需的范围；当正极材料前驱体生长到设定要求后，将其排出。

通过采用本一种正极材料前驱体的制备方法，将原料的反应、过滤浓缩均集中于一个容 器中反应器中进行，这样使制备正极材料前驱体的设备数量更少、设备占地面积较小，并且 无需将原料在多个反应器或容器中进行循环流动，可直接通过过滤器将一定量的溶液直接进 行固液分离。

进一步地是，本制备方法，包括至少一组工艺单元制备得到所述正极材料前驱体；所述 一组工艺单元包括：

向反应器投入包含用于制备正极材料前驱体的金属盐溶液的原料；

当反应器中液位下降到第一位置时，继续向反应器投入所述原料；

当反应器中液位上升到第二位置时，通过过滤元件对反应器中溶液进行所述固液分离。

当需要通过多组所述工艺单元进行制备时，多组所述工艺单元时间连续或间隔的进行。

进一步地是，还可以有另一种操作模式，包括以下操作：

持续或间断的向反应器投入包含用于制备正极材料前驱体的金属盐溶液的原料；

同时，通过过滤元件对反应器中溶液进行所述固液分离，使反应器内液位高度保持预设 范围值内。

进一步地是，抽取的所述溶液从所述过滤器的净液输出口输出后，对其进行进行气液分 离。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种正极材料前驱体，所述正极材料前驱体 为上述的正极材料前驱体的制备方法制备的反应产品浓缩物。