[發明專利]一種鋰電正極材料前驅體合成裝置及方法

在審

• 申請號: 201811586359.6
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN110723758A
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 陳彥彬;張朋立;宋順林;劉帥;劉亞飛;李建忠
• 申請（專利權）人: 北京當升材料科技股份有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種鋰電正極材料前驅體的合成裝置和方法，所述裝置包括反應釜和濃密釜；反應釜頂部中心設有攪拌電機，頂部有釜蓋，并設有進液管道；濃密釜頂部中心設有攪拌電機，上部設有排氣口；打液泵通過抽液口、抽液管道、進液口將反應釜內料液打到濃密釜，料液經過濾裝置過濾后，清液隨排液管道排出，濃密后的漿料通過排濃漿口、排濃漿管道返回反應釜。基于該裝置的制備鋰電正極材料前驅體的方法，是在不縮短反應液的平均反應停留時間的基礎上，增加進入反應釜的原料量，提高了生產效率；同時，進一步改善了前驅體顆粒的球形度，增加前驅體產品密度。另外，本發明夠滿足不同排清液量的要求，適用范圍廣，操作簡單，適于工業化生產。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池正極材料制備領域，特別涉及一種應用前驅體合成裝置制備鋰電正極材料前驅體的方法。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展，對電池新材料需求的不斷增加，加上手機、筆記本電腦、數碼產品、電動汽車等產品對新型、高效、環保電池材料的強勁需求，電池新材料市場也將不斷擴大。以鋰電池為代表的綠色二次電池具有高電壓、高容量、低消耗、無記憶效應、體積小、內阻小、自放電少等特點，發展前景廣闊。

鋰離子電池主要由正極材料、負極材料、隔膜、電解液等部分組成，其中正極材料占有較大比例，其性能直接影響著鋰離子電池的性能，且其成本也直接決定電池成本。工業生產中鋰電正極材料的主流方法是共沉淀法結合高溫固相法，首先是共沉淀法制備前驅體，然后再混鋰、煅燒等獲得三元材料。前驅體是一種技術難度較高的中間體，在鋰電正極材料產業鏈中占據重要位置，具有較高的技術壁壘，且對三元材料的品質有傳承性的影響，因此也引起了社會各界的廣泛研究。

前驅體主流的制備方法是共沉淀法，將反應原料加入反應釜進行反應，反應完成后再進行陳化、過濾洗滌、烘干等得到前驅體產品。采用這種方法制備過程中，為了得到球形度較好、顆粒致密的前驅體產品，往往會采用小的進液流量，延長反應液在反應釜中的平均停留時間，這在一定程度上降低了前驅體的生產效率，增加了生產成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種鋰電正極材料前驅體合成裝置及方法。本發明是一種連續式前驅體制備方法，設有一臺濃密釜，并將反應釜和濃密釜相連，通過打液泵將反應釜內漿料打入濃密釜，漿料在濃密釜經過濾裝置過濾并排走掉部分清液，剩余濃漿返回反應釜，因此可以在不縮短反應液在反應釜平均停留時間的基礎上，增加進入反應釜的原料量，提高生產效率。同時，經濃密釜返回反應釜的漿料前驅體顆粒含量增加，相互間碰撞、摩擦加劇，進一步改善前驅體顆粒的球形度，增加前驅體產品密度。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種鋰電正極材料前驅體合成裝置，包括反應釜（1）和濃密釜（2）；

所述反應釜（1）頂部中心設有攪拌電機（101），通過釜內攪拌軸（109）與攪拌槳（110）連接，頂部有釜蓋（105），并設有進液管道（102、103、104）；濃密釜（2）頂部中心設有攪拌電機（201），通過攪拌軸（216）與攪拌槳（217）連接，上部設有排氣口（203）；打液泵（114）通過抽液口（112）、抽液管道（113）、進液口（218）將反應釜（1）內料液打到濃密釜（2），料液經過濾裝置（208）過濾后，清液隨排液管道（213）排出，濃密后的漿料通過排濃漿口（220）、排濃漿管道（206）返回反應釜內。

進一步，所述進液管道包括氨溶液進液管道（102）、堿溶液進液管道（103）、混合鹽溶液進液管道（104）。

進一步，所述反應釜（1）外側設有夾套（106），通過夾套內導熱介質來控制反應釜的溫度。

進一步，所述反應釜（1）設有溢流口（107），反應完的漿料通過溢流口（107）進入下一道工序。

進一步，所述反應釜（1）外壁設有保溫層（108），減少反應過程散熱量，有利于反應溫度的控制。