[實用新型]一種用于鋰離子電池正極材料生產的泰勒流反應釜

有效

• 申請號: 201821845403.6
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN209222070U
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 王安;彭小琦;張曉鋒;付超洲;劉偉;王苑
• 申請（專利權）人: 湖北江宸新能源科技有限公司
• 主分類號: B01J4/00
• 分類號: B01J4/00;B01J19/28;B01J19/18
• 代理公司: 宜昌市慧宜專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 42226
• 代理人: 姜榮華

一種用于鋰離子電池正極材料生產的泰勒流反應釜，包括外筒和位于外筒內部與其同軸設置的內筒，外筒上方設有頂蓋，頂蓋上方設有電機，電機連接有轉軸，轉軸的下方伸入到內筒內部，內筒內側通過至少兩根連接桿連接至轉軸；所述外筒的底部設有分氣盒，分氣盒上方連接有多個噴嘴，每個噴嘴的上方均設有靜態混合器，靜態混合器的上端位于內筒內側；分氣盒的下方還連接有進氣管道；靜態混合器還設有液相進料管；所述外筒下方還設有出料口。本實用新型中將內筒設置成敞開的結構，通過分氣盒、噴嘴及靜態混合器的設置，氣流經噴嘴高速噴出，在靜態混合器中與液相進行混合后成為旋流流體進入內筒，構建出泰勒渦柱，使得反應的顆粒大小及形狀更為均勻。

技術領域

本實用新型涉及鋰離子電池材料制備領域，具體是一種用于鋰離子電池正極材料生產的泰勒流反應釜。

背景技術

鋰離子電池用鎳鈷錳酸鋰正極材料(簡稱三元正極材料)因其具有高可逆比容量，優良的熱穩定性和安全性以及成本相對較低等優點近些年來受到廣泛的關注。單粒子形貌的三元正極材料壓實密度高、比表面積低，具有良好的加工性能和循環性能，能量密度高。在制備過程中，普通的混合得到的粒子內部空隙大，結構穩定性差，容易塌陷。

泰勒流反應釜兩個圓筒同軸放置、內外筒相對旋轉（一般為內筒旋轉而外筒固定）而起到攪拌作用的一類反應器。兩筒之間的間隙即為反應場所，當內筒轉速達到特定值時，間隙中的流場會產生獨特的次級流動，即為泰勒流。泰勒流反應釜兩具有傳熱面積大,熱傳遞性效率高；同時可以很好的減少枯壁的發生;物料在反應器內的停留時間分布以及流型容易調節,產品質量易于控制等優點,被廣泛的應用于化工、生物、材料、環境等諸多相關領域。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于鋰離子電池正極材料生產的泰勒流反應釜，制備得到的鋰離子電池三元正極材料的粒子均勻，振實密度高。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：一種用于鋰離子電池正極材料生產的泰勒流反應釜，包括外筒和位于外筒內部與其同軸設置的內筒，外筒上部設有頂蓋，頂蓋上方設有電機，電機連接有轉軸，轉軸的下方伸入到內筒內部，內筒內側通過至少兩根連接桿連接至轉軸；所述外筒的底部設有分氣盒，分氣盒上方連接有多個噴嘴，每個噴嘴的上方均設有靜態混合器，靜態混合器的上端位于內筒內側；分氣盒的下方還連接有進氣管道；靜態混合器還設有液相進料管；所述外筒下方還設有出料口。

進一步地，所述外筒內壁和內筒的外壁均為起伏的波狀結構。

進一步地，所述外筒內壁和內筒的外壁的波狀結構對稱設置。

進一步地，連接桿位于內筒的中部，其一端與內筒內壁固定連接，另一端與轉軸固定連接。

進一步地，所述外筒內還設有溫度傳感器。

進一步地，所述靜態混合器為SK型靜態混合器。

進一步地，所述分氣盒上連接有3個噴嘴，每個噴嘴上方設有靜態混合器。

本實用新型具有以下有益效果：

1、現有的泰勒流反應釜多為管式結構，內筒為封閉結構，僅能夠利用內筒與外筒之間的縫隙進行反應，反應器體積偏小，生產效率低；本實用新型中將內筒設置成敞開的結構，在保留了傳統管式泰勒流反應釜優點的同時，增加了反應器的有效反應空間，將其應用于鋰離子電池三元正極材料的制備，得到的顆粒均勻，形狀均一，而且其操作簡便，易于調節，通過改變操作參數可對顆粒的生成進行有效控制。

2、通過分氣盒、噴嘴及靜態混合器的設置，分氣盒用于確保分氣均勻，氣流經噴嘴高速噴出，在靜態混合器中與液相進行混合后成為旋流流體進入內筒，在內筒上升的過程中誘導產生泰勒流，從而在反應釜中構建出泰勒渦柱，提供較大的比表接觸面積，促進反應的進行，同時保證較高的傳質系數和較小的剪切應，確保顆粒的均勻。