[发明专利]一种正极材料包覆装置及包覆方法

说明书

本发明涉及材料加工设备领域，公开一种正极材料包覆装置及包覆方法，包覆装置包括流化床腔体，及转动设于流化床腔体内的搅拌桨，搅拌桨的外周壁和流化床腔体的内周壁围成第一环形通道；搅拌桨上设有降压孔，降压孔贯穿搅拌桨的两个轴向端面，降压孔设有至少一圈，每圈包括多个周向均匀分布的降压孔，每圈降压孔的中心轴线围成的圆孔与搅拌桨同轴。本发明在搅拌桨上设置降压孔，利用降压孔使搅拌桨上下空间连通，搅拌桨下方空间内的气流不仅可以通过第一环形通道流动到搅拌桨上方的空间，还可以通过降压孔流动至搅拌桨上方的空间，实现在不破坏流化床腔体内三元颗粒流动形态的基础上，减小搅拌桨上下空间之间的压降，避免三元颗粒流化动力不足。

技术领域

本发明涉及材料加工设备领域，尤其涉及一种正极材料包覆装置及包覆方法。

背景技术

相较于磷酸铁锂正极材料，三元正极材料因较高的容量而受到关注，但高镍的三元正极材料普遍存在安全性问题，为此现有技术通过流化床对三元材料的表面进行包覆，以提高安全性。

传统包覆效果有限，旋转流化床是一种新型的包覆装置，其主要包括流化床腔体，及设于流化床腔体内的搅拌轴和隔板，隔板上设有通孔，搅拌轴的顶部穿过通孔并连接有搅拌圆盘，搅拌圆盘和隔板沿竖直方向间隔设置，搅拌圆盘的外周壁和流化床腔体的内周壁之间形成第一环形通道，载气通过第一环形通道进入流化床腔体。

包覆过程中，向流化床腔体内通入载气和包覆液，随着搅拌圆盘的转动，包覆液沿切向喷射到流化床腔体的内周壁上，从流化床腔体底部通入的载气将其部分动能传递给固体颗粒状的三元材料以使三元材料保持旋转运动，如果载气所传递的能量足够大，将会使三元材料在离心力的作用下保持流化状态，并在三元材料的表面形成包覆面，以形成流化的固体颗粒。采用上述方式使三元材料的包覆面均匀，获取了较好的包覆效果。

但由于第一环形通道的存在，搅拌轴在转动的过程中，载气在搅拌桨上下方的压强存在极大差距。对于通常的三元包覆工艺，搅拌桨下方的压强通常为5kPa至15kPa,搅拌桨上方的压强通常为1kPa至4kPa，搅拌桨的上下位置之间的巨大压降意味着载气经过第一环形通道时能量消耗过多，极易导致颗粒材料流化的动力不足；同时，如果通过调整载气流速，容易破坏正极材料在流化床腔体内的流型。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正极材料包覆装置及包覆方法，能够在不破坏正极材料在流化床腔体内流型的基础上，解决搅拌桨处因存在较大压降而导致流化动力不足的问题。

为达此目的，本发明目的在于提供一种正极材料包覆装置，包括流化床腔体，及转动设于所述流化床腔体内的搅拌桨，所述搅拌桨的外周壁和所述流化床腔体的内周壁围成第一环形通道；所述搅拌桨上设有降压孔，所述降压孔贯穿所述搅拌桨的两个轴向端面；

所述降压孔设有至少一圈，每圈包括多个周向均匀分布的所述降压孔，每圈所述降压孔的中心轴线围成的圆孔与所述搅拌桨同轴。

作为上述正极材料包覆装置的一种优选技术方案，所述第一环形通道的径向宽度小于2mm；

优选地，所述第一环形通道的径向宽度为0.5mm～1.5mm。

作为上述正极材料包覆装置的一种优选技术方案，所述第一环形通道为下窄上宽的锥形腔，所述锥形腔的内壁与竖直方向的夹角为0°～25°；

优选地，所述锥形腔的内壁与所述竖直方向的夹角为5°～15°。

作为上述正极材料包覆装置的一种优选技术方案，所述搅拌桨的上表面凸设有扰流结构，所述扰流结构的截面沿由下至上的方向具有减小的趋势。

作为上述正极材料包覆装置的一种优选技术方案，还包括：

位于所述搅拌桨下方的床层隔板，所述流化床腔体被所述床层隔板分为位于所述床层隔板下方的进气腔室，及位于所述床层隔板上方的流化床腔室，所述床层隔板上设有连通所述进气腔室和所述流化床腔室的连通孔；