[实用新型]一种高振实密度掺铝四氧化三钴的加料装置

说明书

一种高振实密度掺铝四氧化三钴的加料装置，包括：混合腔、进气管、加料管、扩压管；混合腔为水平管状腔体，水平管状腔体的一端设有进气口、另一端设有出料口，水平管状腔体的上管壁设有进料口；进气管的一端与水平管状腔体的进气口连接，进气管的另一端与压缩空气供气装置的出气管连接；加料管的下端与水平管状腔体的进料口连接；扩压管的一端与水平管状腔体的出料口连接；进气管上设有进气控制阀以及空气调节阀，加料管上设有加料控制阀以及流量阀。通过本装置有利于颗粒粒度的缓慢增长的球形度的不断完善，提高了合成材料的致密程度和振实密度。

技术领域

本实用新型涉及锂电池材料技术领域，具体涉及一种高振实密度掺铝四氧化三钴的加料装置。

背景技术

从1990年索尼公司首次产业化真正意义上的锂离子电池，钴酸锂材料由于其工作电压高、充放电结构稳定、比能量高、循环稳定性好、环境友好等优点，被大量应用于智能手机、平板电脑、无人机等产品。然而当钴酸锂充电时脱出超过50％以上的锂时，会发生不可逆相变而影响循环性能和安全性能。目前主要采取的方法之一是掺杂铝元素，利用铝元素在充放电过程中的稳定性来稳定钴酸锂的结构。

四氧化三钴是生产钴酸锂的重要前驱体，湿法合成掺铝四钴工艺是制备掺铝钴酸锂的常用方法之一。在以共沉淀法合成掺铝四氧化三钴时，由于铝元素的存在，四氧化三钴一次颗粒的堆积有序性变差，易形成疏松、振实密度低的颗粒。如公开号为108373175A的专利公布了铝掺杂四氧化三钴及其制备方法和应用，通过将铝盐溶液与络合剂混合液、钴盐溶液、含碳酸根离子的沉淀剂溶液并流加入到反应釜中，共沉淀得到铝掺杂碳酸钴，后煅烧得到铝掺杂四氧化三钴。然而由这种方法制备的掺铝四钴材料振实密度较低，无法满足市场上对钴酸锂材料能力密度越来越高的要求。

发明内容

针对上述已有技术存在的不足，本实用新型提供一种高振实密度掺铝四氧化三钴的加料装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

一种高振实密度掺铝四氧化三钴的加料装置，其特征在于，所述装置包括：混合腔、进气管、加料管、扩压管；所述混合腔为水平管状腔体，所述水平管状腔体的一端设有进气口、另一端设有出料口，所述水平管状腔体的上管壁设有进料口；所述进气管的一端与水平管状腔体的进气口连接，所述进气管的另一端与压缩空气供气装置的出气管连接；所述加料管的下端与水平管状腔体的进料口连接；所述扩压管的一端与水平管状腔体的出料口连接；所述进气管上设有进气控制阀以及空气调节阀，所述加料管上设有加料控制阀以及流量阀。

进一步地，所述加料管的上端与高位槽的原料输送管连接。

进一步地，所述混合腔与扩压管的长度比为1：3—1：2。

进一步地，所述扩压管的另一端与反应釜的进料管连接。

进一步地，所述反应釜的进料管的出口端至搅拌叶轮的垂直距离与进料管的出口端至反应釜内侧壁的垂直距离比为1：3—1：2。

一种采用上述加料装置的加料方法，其特征在于，所述方法包括：将压缩空气从进气管输送到混合腔内，同时将钴铝原料混合液从加料管输送到混合腔内，空气和钴铝原料混合液在混合室腔内混合后，通过扩压管喷射至反应釜的进料管中，从进料管喷出至搅拌叶轮附近，经过搅拌叶轮的剪切力均匀分散到反应釜内进行共沉淀反应。

进一步地，所述压缩空气的压力为0.2-0.8MPa；所述压缩空气的流量为10-30m³/h；所述钴铝原料混合液的流量为180-320L/h。

进一步地，所述钴铝原料混合液是通过将钴盐溶液与铝盐溶液混合制成，所述钴铝原料混合液中钴离子浓度为1-2mol/L、铝离子浓度为0.02-0.05mol/L。

进一步地，所述钴盐溶液为氯化钴、硫酸钴、硝酸钴溶液中的一种或多种混合，所述铝盐溶液为氯化铝、硝酸铝、偏铝酸钠溶液中的一种或多种混合。