[实用新型]一种合成三元前驱体所用反应釜的轴端动态水封装置

说明书

一种合成三元前驱体所用反应釜的轴端动态水封装置，包括水封结构、补水结构和报警结构。水封结构包括水封座和水封盖；水封座包括内筒和外筒，两者之间形成一用于储水的水封腔；外筒上开设有补水口，该补水口靠近水封腔的底部。水封盖包括上端盖和筒壁，筒壁的下端插入水封腔。补水结构包括补水箱、连接管道、浮球阀和供水管；连接管道的一端连接补水口，另一端连接补水箱；浮球阀设于供水管的出口。报警结构包括低液位开关、时间继电器和报警信号发生器，低液位开关定位于补水箱内。解决现有所用反应釜的轴端水封装置补水时会导致反应釜内气压不稳，人工观测去补水可能造成误差和延迟，不能实时监测反应釜内气压骤降情况的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及密封装置技术领域，特别涉及一种合成三元前驱体所用反应釜的轴端动态水封装置。

背景技术

三元前驱体即镍钴锰氢氧化物，化学式为Ni_xCo_yMn_(1-x-y)(OH)₂，是生产三元正极材料的重要上游材料，通过与锂源（NCM333、NCM523、NCM622用碳酸锂，NCM811、NCA用氢氧化锂）混合后烧结制得三元正极成品。三元正极材料是制作锂电池的关键性材料之一，其终端下游包括新能源汽车、储能、电动工具以及3C电子产品等。以三元前驱体作正极的电池具有比容量高、循环性能好、安全性能好、价格低廉、易于合成等优点现已在市场大量使用。

由于高温混锂烧结过程对三元材料前驱体结构影响很小，即三元材料对前驱体具有很好的继承性，因此前驱体的粒径、均一性、球型度、比表面积、振实密度等会直接影响三元材料结构性能，进而影响正极在锂电池中表现出的电化学性能。三元前驱体的品质直接决定了最后烧结产物的理化指标，所以三元前驱体的品质对三元正极材料的品质至关重要。合成三元前驱体时，通常在反应釜中进行，采用搅拌轴对物料进行搅拌，选用氮气作为保护气。其中氮气的气压对三元前驱体的形貌、晶体结构、杂质含量的影响较大，所以要求反应釜内气压稳定，且不能混入空气。

因反应釜中严禁混入空气，因为若混入空气，则将导致反应浆料严重氧化，所以合成三元前驱体所用反应釜的搅拌轴通常采用水封。但是反应釜运行时，温度通常在50℃左右，水封装置中的水挥发速度较快，为保证反应釜内气压稳定，则需要向水封装置中补水。现有补水方式是从水封装置上方直接加水，这种补水方式存在的问题包括：1、水下落过程中会冲击水面，造成水位波动，导致反应釜内气压不稳，影响三元前驱体的品质。2、通过人工去观察是否需要补水，可能会存在误差，导致反应釜内气压不稳；也有可能发生补水延迟，水分挥发过多，导致水封失效，空气混入反应釜，影响三元前驱体的品质，甚至导致成品报废。3、反应釜内反应出现异常导致水封的水位骤降，如气压骤降，水封装置中的水被吸入反应釜，人工不能实时观测到，若不及时操作，则会导致空气混入反应釜。

有鉴于此，针对合成三元前驱体所用反应釜如何设计一种能够及时补水，且补水不影响反应釜内气压，能实时监测反应釜内发生异常情况导致气压骤降情况的轴端水封装置是本实用新型研究的课题。

发明内容

本实用新型提供一种合成三元前驱体所用反应釜的轴端动态水封装置，其目的是要解决现有所用反应釜的轴端水封装置补水时会导致反应釜内气压不稳，人工观测去补水可能造成误差和延迟，不能实时监测反应釜内气压骤降情况的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种合成三元前驱体所用反应釜的轴端动态水封装置，在所述反应釜外部设有一用于密封反应釜的搅拌轴与反应釜本体之间间隙的轴端动态水封装置，将搅拌轴位于反应釜外部的一端定义为上端，位于反应釜内部的一端定义为下端；所述轴端动态水封装置包括水封结构、补水结构和报警结构。

所述水封结构包括水封座和水封盖；所述水封座具有双套筒主体，所述双套筒主体包括内筒和外筒；所述内筒紧密套接于搅拌轴的外侧；所述外筒间距套接于内筒的外侧，两者之间形成一用于储水的水封腔，该水封腔的上端敞口、下端封口；所述外筒上开设有补水口，该补水口靠近水封腔的底部。