[实用新型]锂离子电池正极材料制备及原位包覆的微流道制备装置

说明书

本实用新型公开了一种锂离子电池正极材料制备及原位包覆的微流道制备装置，包括注射泵单元、预热单元、前驱体反应单元、原位包覆反应单元、净化和收集单元，注射泵分别注射正极材料反应前驱体溶液、沉淀剂溶液和包覆前驱体溶液的流量大小；预热单元用于预热正极材料反应前驱体溶液、沉淀剂和包覆前驱体溶液；前驱体反应单元包括原料混合区及微流通道，用于反应物的混合和控制反应条件参数；反应后的正极前驱体进入原位包覆单元，其包括包覆原料引入区及微流通道区，用于控制包覆反应条件参数；包覆后的样品进入净化单元净化后进入收集单元，完成制备过程。本实用新型可实现正极材料原位包覆的连续化制备，操作方便，效率高。

技术领域

本实用新型涉及动力电池制备技术领域，特别是涉及一种锂离子电池正极材料制备及原位包覆的微流道制备装置。

背景技术

三元锂离子电池正极材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(NCM)、LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂(NCA)凭借比容量高、成本较低和安全性优良等优势，成为研究的热点，被认为是极具应用前景的锂离子动力电池正极材料。目前三元正极材料常用制备方法有固相或溶液法，如共沉淀法常常导致元素分布不均匀，电化学性能较差。实验条件(pH值、温度和混合速度)需要仔细控制以获得均相的氢氧化物或碳酸盐沉淀物，这使得该方法变得复杂，且反应过程为间歇式，生产效率很低。此外，三元正极材料的商业化应用还面临着结构和热稳定性差的挑战。目前纳米技术在正极材料中已经广泛应用，特别是包覆方法用来解决。但传统的包覆方法如机械混合和溶胶-凝胶等会导致包覆层不均匀，并且由于热处理温度低(约400-600℃)，包覆层与基体材料之间的结合力较弱，从而影响包覆效果。因此，开发一种简便并且高效的制备装置和方法来，用以合成锂离子电池正极材料前驱体并同步完成包覆是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种锂离子电池正极材料制备及原位包覆的微流道制备装置，以解决上述现有技术存在的问题，可实现正极材料原位包覆的连续化制备，操作方便，效率高。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种锂离子电池正极材料制备及原位包覆的微流道制备装置，包括注射泵单元、预热单元、前驱体反应单元、原位包覆反应单元、净化单元和收集单元，所述注射泵单元连接预热单元，所述预热单元的一组连接所述前驱体反应单元，所述预热单元的另外一组连接所述原位包覆反应单元；所述前驱体反应单元连接所述原位包覆反应单元，所述原位包覆反应单元连接所述净化单元，所述净化单元连接所述收集单元；

所述注射泵单元，用于定量控制注射正极材料反应前驱体溶液、沉淀剂溶液和包覆前驱体溶液的流量大小；

所述预热单元，用于预热正极材料反应前驱体溶液、沉淀剂和包覆前驱体溶液；

所述前驱体反应单元包括相互连通的原料混合区和微流通道区，用于反应物的混合和控制反应条件参数；

所述原位包覆反应单元包括包覆原料引入区及微流通道区，用于控制包覆反应条件参数；

所述净化单元，用于对反应产物进行连续净化操作；

所述收集单元，用于产物的收集。

优选地，所述的预热单元包括带有加热功能的油浴槽体和温度控制器，通过温度控制器控制加热温度，使由所述注射泵单元泵出的反应原料达到所需的预热温度。

优选地，所述前驱体反应单元设置于一个带有加热功能的油浴槽体内，通过温度控制器控制加热温度，进而达到反应所需温度。