[發明專利]三元前驅體材料氣動脫水洗滌設備

在審

• 申請號: 201711352824.5
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN107931237A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 葉尚云;張平偉;李錫力
• 申請（專利權）人: 北京圣比和科技有限公司
• 主分類號: B08B3/10
• 分類號: B08B3/10;B01D29/05;B01D29/84
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君,王文紅

技術領域

本發明屬于化工設備領域，具體涉及一種用于鋰離子電池電極材料生產的洗滌與固液分離設備及其應用的方法。

背景技術

鋰離子電池用三元正極材料具有成本低、能量密度高等優點，廣泛應用于數碼產品、儲能、電動汽車領域。鋰離子電池用三元正極材料的前驅體生產過程中，需要充分洗滌殘酸及陽離子雜質，目前廣泛使用的洗滌壓濾設備為不可拆分的整體，內部用濾布進行過濾，清洗時需人工進入罐體內部將濾布拆下，操作不便，生產效率低，生產企業亟需更高效的洗滌設備。專利CN202237454U提出了一種三元前軀體洗滌壓濾機，采取整個筒體旋轉并設置阻擋棒使物料破塊的方法進行洗滌的設備，整個筒體旋轉洗滌不僅要求動力配置增大，而且如果轉速太低則洗滌效果不好，轉速太高則由于筒體的動平衡太差容易使機械部分產生故障損壞。

發明內容

針對本領域存在的不足之處，本發明的目的是提出一種鋰離子電池三元正極材料的前驅體材料生產過程中使用的氣動脫水洗滌設備。

本發明的第二個目的是提出應用所述氣動脫水洗滌設備的方法。

為實現本發明上述目的的技術方案為：

一種三元前驅體材料氣動脫水洗滌設備，包括支架和洗滌罐；

所述洗滌罐包括頂蓋、罐體、組合濾布網和底蓋，罐體的上部連接所述頂蓋、底部連接所述底蓋，組合濾布網設置在罐體和底蓋接合的位置；

所述頂蓋上設置有進料兼進水口、壓濾進氣口、排氣閥；所述罐體上設置有切向進氣管；所述組合濾布網是由上下兩層絲網及其中間所夾濾布組成；所述底蓋上設置有排液兼反吹進氣閥；

進一步地，罐體底部和底蓋上均設置有抗壓加強筋板，用于壓緊所述組合濾布網，一方面可以使用多層濾布防止壓濾時穿濾，另一方面防止底部吹入的壓縮空氣使組合濾布網變形。

優選地，所述絲網為φ2-3mm的不銹鋼絲網，絲網上焊接有不銹鋼法蘭，與罐體和底蓋通過螺栓鎖緊；所述濾布為滌綸或聚丙烯無紡布，濾布層數為1-5層。

其中，所述罐體的上部開口為出料口；所述頂蓋通過快裝螺栓與罐體連接封住出料口；在所述罐體的罐壁上設置有安全閥和壓力計。

更優選地，所述罐體為圓柱型上收口，罐體的有效容積為1～10m³，直徑:高＝1:1～1.2，以保證洗滌時設備的穩定性、盡可能降低設備高度、便于出料操作；所述切向進氣管有兩根，對稱設置在罐體的罐壁上，與所述組合濾布網的距離為罐體高度的7～10％，以提升切向進氣管吹入的壓縮空氣驅動物料在罐體中旋轉的效果。

其中，所述進料兼進水口、排液兼反吹進氣閥、壓濾進氣口、切向進氣管、排氣閥均活動連接有軟管。

其中，所述罐體外壁連接有徑向對稱的兩個轉軸，所述轉軸通過軸承座放置在支架上，所述轉軸連接有電機可帶動罐體作180°旋轉。

應用所述的三元前驅體材料氣動脫水洗滌設備的方法，包括操作：

罐體上兩路切向進氣與從底蓋反向吹入進氣的三路壓縮空氣在洗滌罐中匯集，形成旋轉的紊流狀態，實現對三元前驅體材料的洗滌攪拌；

從頂蓋上的壓濾進氣口通入壓縮空氣，實現對三元前驅體材料的壓濾；

再次注水洗滌時，從底蓋上的排液兼反吹進氣閥吹入壓縮空氣，實現對壓濾后的濾餅的剝離和搗碎。

所述的方法，進一步包括步驟：

(1)先鎖緊頂蓋并連接所有軟管，從進料兼進水口加入待洗物料和水，料水重量比為1:1.5～5；

(2)從切向進氣管和底部分三路吹入壓縮空氣，攪拌洗滌物料5～60分鐘；

(3)關閉壓縮空氣攪拌，打開排液兼反吹進氣閥排液，并從壓濾進氣口吹入壓縮空氣壓濾，使物料充分脫水；

(4)壓濾結束后，重新注水、洗滌、壓濾，如此反復洗滌物料2-5次。

優選地，步驟(1)加入的水中還加有助洗劑，助洗劑是質量為水質量001～0.5‰的氫氧化鈉溶液(后續反復洗滌時則不再加助洗劑)。

進一步地，在洗滌結束后出料時，先拆下全部軟管并打開頂蓋，啟動電機旋轉，使出料口朝下，放出洗滌后物料，同時通過排液兼反吹進氣閥吹入壓縮空氣，使出料完全。

本發明的有益效果在于：

本發明提出的專用氣動脫水洗滌設備的各種連接管均采用快速接頭連接，便于快速拆裝，壓濾和洗滌采用分立的進氣方式，組合濾布網易于拆卸、洗滌方便，設備檢修方便，便于連續生產。