[發明專利]電池級低鐵四氧化三鈷粉料制備方法及裝置

無效

• 申請號: 201010159830.0
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN101838019A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 王武;李軍秀;彭智;袁國和
• 申請（專利權）人: 江蘇凱力克鈷業股份有限公司
• 主分類號: C01G51/04
• 分類號: C01G51/04;B02C21/00;B02C18/06;B02C23/08
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 王清義

技術領域

本發明屬于鋰電池技術領域，具體地說，是鋰電池的制備原料------低鐵四氧化三鈷粉料的制備方法及制備裝置，主要涉及降低四氧化三鈷中鐵含量的生產技術。

背景技術

隨著電池產業的蓬勃發展，對電池的制造原料的質量要求越來越高。生產中，對每一個環節都要防止雜質的帶入。雜質的來源主要包括兩個途徑：一、生產原料中本身存在的雜質。二、生產過程中由于接觸和設備損耗帶入的雜質等。而一般的雜質去除方法有：一、在溶液中去除，即將原料溶解再通過各種手段去除，如陽離子交換法、沉淀法、中和水解法等；二、在生產過程中去除，即減少設備的損耗污染和環境帶去的雜質。

在鋰電池的制作及工作過程中，單質鐵對鋰電池危害特別大，它造成電池的短路，使得電池不能工作而報廢，甚至引起爆炸。同時隨著加工技術的發展，產品越來越應用于高端市場，對材料的要求越來越高，對鐵的含量要求更加嚴格，因為在電子材料的制備中鐵的存在還會導致電池性能的不一致。所以防鐵是鋰電池材料生產企業的重中之重。

鋰電池的原料四氧化三鈷還有一項重要的指標是最大顆粒要小于30um，經過高溫燒結的物料大顆粒上千微米，必須通過機械粉碎設備來處理，將大顆粒粉碎下來，但是國內機械粉碎設備都是用碳鋼或不銹鋼制作的，最好的也不過是含鐵和錳的合金。

例如，現有帶動氣流渦旋微粉機就是一種立軸反射型氣流渦旋微粉機，能同時完成物料粉碎和微粉分選兩道粉體加工工序。它主要包括喂料裝置、出料口、下部的進氣室、上部的粉碎及分級室，粉碎及分級室內設置有可轉動的分級葉輪；分級葉輪的上部是分級室、下部是粉碎室；粉碎室內設置有轉動的粉碎盤，粉碎盤上帶有刀片；在粉碎盤與分級葉輪之間設置有分流環；粉碎室的內側壁設置有襯套；用于把預粉碎的物料送入粉碎室的喂料裝置出口與粉碎室相通；出料口開在分級室的上部。

氣流渦旋微粉機工作時，出料口與抽風裝置相連。粉碎室室內的粉碎盤(及刀片)、襯套用來將由喂料裝置送入的物料擊碎成細粉；分級葉輪把細粉分成粒度合格的細粉和不合格的粗粉，合格的細粉由抽風裝置經出料口吸出后到一料斗貯存。粉碎盤和分級葉輪分別由兩根同心軸分別驅動，分級葉輪的轉速可調，用以調節產品的粒度。不合格的粗粉沿分流環內壁回落到粉碎室，繼續粉碎，直至達到合格粒度為止。但是，其粉碎盤、刀片、襯套一般均以硬度HRC35的不銹鋼制成。如果以現有的氣流渦旋微粉機直接對作為鋰電池生產原料的四氧化三鈷進行粉碎和分選，由于四氧化三鈷(物料)的硬度很高，物料對設備(氣流渦旋微粉機)的磨損嚴重，每加工一噸產品，不銹鋼刀片磨損掉一公分，刀片的壽命僅2天，設備壽命不到一星期。磨損下來的金屬全部進入四氧化三鈷，僅由于該設備，產品中的鐵含量就增加了100PPM，加上物料被粉碎之前本身已經含有一定的鐵，這樣就會使產品四氧化三鈷中鐵的含量達到150PPM，遠遠超過電池級材料小于50ppm的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠防止雜質尤其是鐵進入物料中、且使用壽命長的電池級低鐵四氧化三鈷粉料制備裝置，以該裝置生產的四氧化三鈷中，鐵含量小于50ppm。

本發明的電池級低鐵四氧化三鈷粉料制備裝置，包括氣流渦旋微粉機、旋風分離器、引風機；氣流渦旋微粉機包括喂料裝置、出料口、下部的進氣室、上部的粉碎及分級室，粉碎及分級室內設置有可轉動的分級葉輪；分級葉輪的上部是分級室、下部是粉碎室；粉碎室內設置有轉動的粉碎盤，粉碎盤上帶有刀片；在粉碎盤與分級葉輪之間設置有分流環；粉碎室的內側壁設置有襯套；用于把預粉碎的四氧化三鈷送入粉碎室的喂料裝置出口與粉碎室相通；出料口開在分級室的上部；流渦旋微粉機的出料口接旋風分離器的側部進風口、旋風分離器的上部的出風口接引風機；粉碎盤、刀片、襯套以硬度HRC＞50的材料制成。

本制備裝置的有益效果：以氣流渦旋微粉機對四氧化三鈷進行粉碎、分選，由于粉碎盤、刀片、襯套等與四氧化三鈷直接接觸的零部件硬度較高，磨損很小，不會有雜質或者說只有極少量的雜質進入四氧化三鈷中；同時，以旋風分離器對粉料進行收集，也不會有雜質進入；這些均保證了產品四氧化三鈷中的雜質含量在可控制的范圍內。另外，氣流渦旋微粉機中粉碎盤、刀片、襯套等零部件磨損很小；而旋風分離器基本不會被磨損，因此本制備裝置的使用壽命長，不易損壞。

上述的制備裝置，它還包括袋式除塵器，旋風分離器的上部的出風口接袋式除塵器的側部進風口；袋式除塵器的出風口接引風機。袋式除塵器可以過濾經旋風分離器出風口排出的氣體中的塵埃，這樣就可防止粉塵直接排出而污染環境。