[发明专利]一种气氛及反应物均布的三元前驱体反应釜

说明书

本发明公开了一种气氛及反应物均布的三元前驱体反应釜。所公开的反应釜包括反应釜体，反应釜体底部设出料口，所述反应釜体内侧壁设有第一气体均布器，且第一气体均布器分布于所述加料反应区和反应沉淀区；反应釜体内底部设有第二气体均布器；氨水进料管、碱液进料管和盐溶液进料管经反应釜体壁伸入加料反应区且位于搅拌叶片的旁侧；同时各进料管上每隔一层搅拌叶片分布一个反应物出口，形成多层反应物出口。本发明的反应釜通过进料管分侧且上下交错布置，可延缓反应物相遇时间，消除提前反应；同时反应釜侧壁和底部设置气体均布器，可实现气体均匀分布之外，还可实现多区域的气氛独立控制。

技术领域

本发明涉及一种锂电池正极材料的生产设备，具体涉及一种气氛及反应物均布的三元前驱体反应釜。

背景技术

锂离子电池的关键材料是正极材料，约占锂离子电池成本的30％,目前市场上应用的主要有钴酸锂、三元材料、锰酸锂、磷酸铁锂，其中，三元材料，即镍钴锰酸锂材料，相比其他正极材料而言，具有质量比电容量高、能量密度大、产品电容量提升潜力大等优点，被广泛应用，三元材料的制备主要采用三元前躯体与锂源混合后高温烧结制备。

在三元锂电池正极材料生产过程中，制备化学通式为Ni_xCo_yMn_z(OH)₂的三元前驱体镍钴锰氢氧化物沉淀反应工序是关乎产品成本及性能的关键工序所在，通常工艺过程为：将镍、钴、锰可溶型盐溶液、含氢氧化钠的碱液和氨水并流加入反应釜，并充满保护气体；在带有搅拌和控温夹套的反应釜中，通过控制搅拌速度、反应温度、反应pH值、进料流量、物料浓度，生成具有一定粒径尺寸和粒度分布的镍钴锰氢氧化物前驱体的沉淀颗粒。但现有反应釜存在易出现反应浆料混合不均、气氛控制单一的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明提供了一种反应物及气氛均布的三元前驱体反应釜。

本发明所提供的包括反应釜体，反应釜体底部设出料口，反应釜体内沿轴向从顶部至底部依次设有加料反应区和反应沉淀区；所述加料反应区内设有搅拌轴，搅拌轴上设有至少一层搅拌叶片，多层搅拌叶片沿反应釜体轴向分布；

所述反应釜体内侧壁设有第一气体均布器，且第一气体均布器分布于所述加料反应区和反应沉淀区；反应釜体内底部设有第二气体均布器；

还包括氨水进料管、碱液进料管和盐溶液进料管，所述氨水进料管、碱液进料管和盐溶液进料管经反应釜体壁伸入加料反应区且各进料管的反应物出口位于搅拌叶片的旁侧；同时各进料管上每隔一层搅拌叶片分布一个反应物出口，形成多层反应物出口；

所述氨水进料管和碱液进料管的反应物出口位于反应釜体径向一侧，盐溶液进料管的反应物出口位于另一侧。

进一步，所述第一气体均布器包括多个扰流板，多个扰流板各自独立布置于反应釜内壁，且各扰流板由透气性材料制成，同时各扰流板连接有第一进气管，第一进气管伸出反应釜，各扰流板内的进气量或/和进气种类可独立控制。

进一步，各扰流板沿反应釜轴向布置，多个扰流板沿反应釜体周向分布，各扰流板沿反应釜体轴向的长度相等或不等；同时各扰流板在反应釜体轴向上等高或不等高布置。

进一步，所述第二气体均布器包括至少一个凸台；多个凸台时，各凸台各自独立布置于反应釜内底部，各凸台由透气性材料制成，同时各凸台连接有第二进气管，该第二进气管伸出反应釜，各凸台内的进气量或/和进气种类可独立控制。

可选的，所述出料口位于反应釜体底部中心区域；多个凸台时，多个凸台围绕出料口分布。

可选的，所述出料口位于反应釜体底部中心区域；所述第二气体均布器包括一个凸台，该凸台的轴向截面为W型，凸台中间开设有通孔，所述凸台布置于出料口周围，所述通孔与出料口相通。