[發明專利]反應釜及其金屬空氣電池電極的生產工藝

有效

• 申請號: 201710265953.4
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106943977B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 張啟輝
• 申請（專利權）人: 深圳市航盛新材料技術有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01J19/20;H01M4/04;H01M12/06
• 代理公司: 深圳市明日今典知識產權代理事務所(普通合伙) 44343
• 代理人: 王杰輝

本發明揭示了一種反應釜及其金屬空氣電池電極的生產工藝，其中，反應釜包括：驅動裝置、釜體、攪拌軸以及攪拌槳；所述驅動裝置驅動所述攪拌軸轉動；所述攪拌軸貫穿所述釜體的頂端伸入所述釜體的有效攪拌空間；所述攪拌軸位于所述有效攪拌空間的部分上設置所述攪拌槳；所述有效攪拌空間呈上窄下寬的擴散狀腔體，所述有效攪拌空間的底部的縱剖面為“W”形狀。本發明中的反應釜體的有效攪拌空間內壁可以使漩渦的邊緣向內崩塌，減小漩渦的直徑，可以有效抑制大漩渦的形成，有利于混合流體均勻混合。同時，本發明中的反應釜內壁縱剖面進行了“W”形獨特設計，可以較小功率的電機形成全混流的理想混合，有利于化學反應的控制、材料結晶度的控制。

技術領域

本發明涉及到新能源領域，特別是涉及到反應釜及其金屬空氣電池電極的生產工藝。

背景技術

在精細化工、電池材料等領域，反應釜是核心設備。在新能源領域反應釜主要有兩個功能：攪拌功能，把各種物料混合均勻；提供化學的反應場所，合成新的化學物質。在化學反應中，動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞是反應釜的首要考慮因素。反應釜的設計和使用直接影響到新能源材料的粒度、形貌、成分等關鍵性能要素。

現有的反應釜存在以下缺陷：因為攪拌時形成巨大漩渦，物料進入反應釜后隨著漩渦旋轉而分層，釜體上中下三層物料的濃度、溫度相差甚遠，難以混合均勻，物料混合效率低；物料在流體中的運動速度是一致的，攪拌流體趨向非理想混合，偏向平推流，難以混合；由于反應釜內物料在內部和反應釜出口的濃度差別大，難以控制通過固液反應制備材料的結晶度；而且現有反應釜是非理想混合體系，內部流體建模復雜，沒有代表性，難以在同樣的生產條件下擴大尺寸，放大生產規模。

因此，現有技術還有待改進。

發明內容

本發明的主要目的為提供一種反應釜，旨在解決現有反應釜攪拌過程中易形成巨大漩渦，混合效率差、釜體內不同區域的流體濃度和溫度差別大的問題。

本發明提出一種反應釜，包括：驅動裝置、釜體、攪拌軸以及攪拌槳；所述驅動裝置驅動所述攪拌軸轉動；所述攪拌軸貫穿所述釜體的頂端伸入所述釜體的有效攪拌空間；所述攪拌軸位于所述有效攪拌空間的部分上設置所述攪拌槳；所述有效攪拌空間呈上窄下寬的擴散狀腔體，所述有效攪拌空間的底部的縱剖面為“W”形狀。

優選地，所述有效攪拌空間由圓臺式釜體內壁圍成。

優選地，所述有效攪拌空間由設置在圓柱式釜體內壁上的梯形擋板圍成。

優選地，所述梯形擋板上設有多個通孔。

優選地，所述有效攪拌空間的底部“W”形狀縱剖面的兩側V部位的夾角θ的范圍為：15°＜θ＜75°。

優選地，所述夾角θ的范圍為：20°＜θ＜30°。

優選地，所述釜體的外部有空心夾層，所述空心夾層由釜體內壁和外壁圍成，所述釜體內壁和外壁的材質為不銹鋼或搪瓷。

優選地，所述攪拌槳的槳葉組合型式包括：折葉式、推進式、框式、錨式、螺桿螺帶式、攪龍式、磨盤式、平開葉式、對開葉式、直葉渦輪式、斜葉渦輪式、行星式、新HV式、鐮刀彎式、立體交錯的平條槳葉式、籬笆式、施耐德盤式、錐形輪式、帶孔徑向板式中的一種或多種組合。

本發明還提供了一種金屬空氣電池電極的生產工藝，利用上述的反應釜制備而成，包括：

在指定溫度下，控制所述攪拌槳按照指定轉速進行攪拌；其中，所述反應液包括金屬離子溶液和相應的沉淀劑溶液；所述攪拌槳上設置多孔導電材料；

按照指定加料速度向所述釜體內補充所述反應液，當補充的反應液達到指定量時，停止補充所述反應液；

攪拌指定時間后，停止攪拌，取下所述攪拌槳上的多孔導電材料，得到金屬空氣電池電極。