[发明专利]浓缩分级设备及镍钴锰三元前驱体材料合成方法

说明书

本发明提供一种浓缩分级设备及镍钴锰三元前驱体材料合成方法。所述浓缩分级设备包括动力机构和设于所述动力机构的处理箱，所述处理箱内设有转鼓与所述动力机构连接；所述动力机构的主轴于所述转鼓底面圆心处、竖直向上贯穿至所述转鼓内，进料口于所述转鼓尖端处、竖直向下贯穿至所述转鼓内，出料口于贴近所述转鼓内底面处、水平贯穿至所述主轴内，并于所述主轴内沿其轴向贯穿至外部；所述转鼓内底面设有弧形的桨叶。所述镍钴锰三元前驱体材料合成方法包括提供设备、原料，混料合成，浓缩分级，过滤，洗涤，烘干等步骤。解决了现有的合成方式存在的微粉、小颗粒较多，粒度分布不均匀的问题。

技术领域

本发明涉及三元前驱体领域，具体涉及一种浓缩分级设备及镍钴锰三元前驱体材料合成方法。

背景技术

随着锂离子二次电池特别是汽车动力电池的发展，对三元正极材料各方面性能提出了新的要求。与此同时，对三元正极材料前驱体的均相合成、粒度分布及形貌控制、组份偏析及杂质控制等也提出了新的要求。现有的合成方式普遍存在微粉、小颗粒较多，粒度分布不均匀的问题，导致最终获得的三元前驱体成品质量不佳。

发明内容

为解决现有技术的三元前驱体合成方式存在微粉、小颗粒较多，粒度分布不均匀的问题的技术问题，本发明提供一种解决上述问题的浓缩分级设备及镍钴锰三元前驱体材料合成方法。

一种浓缩分级设备，包括动力机构和设于所述动力机构的处理箱，所述处理箱内设有转鼓与所述动力机构连接，所述转鼓为锥形，锥形的底面水平、尖端朝向竖直上方；所述动力机构的主轴于所述转鼓底面圆心处、竖直向上贯穿至所述转鼓内，进料口于所述转鼓尖端处、竖直向下贯穿至所述转鼓内，出料口于贴近所述转鼓内底面处、水平贯穿至所述主轴内，并于所述主轴内沿其轴向贯穿至外部；所述转鼓内底面设有弧形的桨叶，其一端设于所述出料口侧面、另一端向靠近所述出料口的方向延伸至所述转鼓边缘。

在本发明提供的浓缩分级设备的一种较佳实施例中，所述转鼓的侧壁与底面之间呈60°夹角；所述转鼓内的底面圆心处设有连接环，所述主轴贯穿所述连接环至所述转鼓内，且与所述连接环的内壁固定连接，所述出料口贯穿所述连接环至所述主轴内，所述桨叶设于所述出料口侧面的一端连接所述连接环的外壁。

在本发明提供的浓缩分级设备的一种较佳实施例中，所述进料口靠所述转鼓内的一端设有锥形的布料盘，所述布料盘与所述进料口之间保持间隙，以底面水平、尖端朝向竖直上方的角度设置，与所述进料口、所述转鼓同轴，侧壁与底面之间的夹角大于所述转鼓。

在本发明提供的浓缩分级设备的一种较佳实施例中，包括三个所述出料口，三者于贴近所述转鼓内底面的位置、以平行于底面的角度、等夹角的贯穿至所述主轴内，汇集为沿所述主轴的轴向延伸的出料通道；所述出料口为弧形，弯折方向与所述桨叶相同。

在本发明提供的浓缩分级设备的一种较佳实施例中，包括三个所述桨叶，一一对应的设于每一所述出料口的同一侧；所述桨叶靠近所述出料口的一端高度大于所述出料口，向所述转鼓边缘延伸过程中高度逐步降低至一半，且末端高度依旧大于所述出料口。以从所述转鼓的尖端至底面的视角，所述进料口均朝逆时针方向弯折，所述桨叶设于所述进料口靠顺时针方向一侧，且朝逆时针方向弯折。所述桨叶靠所述转鼓边缘的一端的切入角为3°~10°，靠所述出料口的一端的出口角为80°~90°，中间一段的扩散角为5°~6°。

一种镍钴锰三元前驱体材料合成方法，包括以下步骤：

步骤一，提供合成釜、所述浓缩分级设备，以及硫酸镍溶液、硫酸钴溶液、硫酸锰溶液、氢氧化钠溶液、氨水；

步骤二，将镍钴锰混合溶液、氨水、氢氧化钠溶液以一定流速进所述合成釜，控制温度45~70℃、pH=8~12、游离氨浓度1~15g/L、搅拌速度50~600转/分，生成含镍、钴、锰的氢氧化物；

步骤三，将所述合成釜中形成的不定型的絮状沉淀物抽出、加入至所述浓缩分级设备，通过所述浓缩分级设备分离出浓缩浆料和母液，其中浓缩浆料再次加入至所述合成釜中；