[發(fā)明專利]一種超音速氣流解離和痕量水分控制的方法及其裝置

有效

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• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN109956496B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 顏翠平;張明星;陳俊冬;陳海焱
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00;H01M4/485;H01M10/0525
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 劉東

一種超音速氣流解離和痕量水分控制的方法及其裝置，包括如下步驟：步驟一：用燒結爐燒結鈦酸鋰，燒結后的鈦酸鋰放入料倉；步驟二：將料倉中燒結后的鈦酸鋰采用高溫惰性氣體輸送給超音速氣流解離機，進行解離和干燥；步驟三：將解離干燥后的鈦酸鋰采用高溫惰性氣體依次輸送至分級機進行分級，收集器進行收集，篩粉器進行篩分，然后用包裝機進行包裝，得到痕量水分的超細鈦酸鋰產品；步驟四：將收集器流出的高溫惰性氣體經壓縮機和過濾器后輸送至超音速氣流解離機，循環(huán)使用。所述料倉與鈦酸鋰燒結爐出料口封閉連接，所述料倉、超音速氣流解離機、收集器、篩分器和包裝機依次封閉循環(huán)連接。

技術領域

本發(fā)明涉及鈦酸鋰制備領域，具體涉及一種超音速氣流解離和痕量水分控制的方法及其裝置。

背景技術

鈦酸鋰作為“零應變”電極材料極大地延長了循環(huán)壽命，具有尖晶石結構所特有的三維鋰離子擴散通道，具有功率特性優(yōu)異和高低溫性能佳等優(yōu)點。與碳負極材料相比，鈦酸鋰的電位高，這就導致通常在電解液與碳負極表面上生長的固液層在鈦酸鋰表面基本上不形成。更重要的是在正常電池使用的電壓范圍內鋰枝晶在鈦酸鋰表面上難以生成。這就在很大程度上消除了由鋰枝晶在電池內部形成短路的可能性。所以鈦酸鋰為負極的鋰離子電池的安全性基本上是目前各種類型的鋰離子電池中安全性最高的。

碳酸鋰電池材料對水分要求極高，水分會使鈦酸鋰材料的含堿量升高，影響后期電池的性能，所以在鈦酸鋰加工過程中對水分的控制一直是一大難題。

傳統(tǒng)生產工藝多采用開放式系統(tǒng)對鈦酸鋰進行輸送、燒結、解離、包裝，在整個生產鈦酸鋰的生產過程中，反復烘干階段性產品既降低了生產效率，也大大提高生產成本，然而不對生產中的鈦酸鋰進行及時的烘干防潮，又會對最終產品質量產生影響，且吸潮后的物料粘附在管道及設備內壁，導致設備不能正常使用，即使鈦酸鋰的水分含量得到了控制，但最高能控制在100ppm左右，另外鈦酸鋰的水分含量越高，鈦酸鋰黏性越強，導電性越差.。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于：針對上述水分含量越高，鈦酸鋰黏性越強的現象導致的鈦酸鋰導電性越差的問題，本發(fā)明提供一種超音速氣流解離和痕量水分控制的方法及其裝置。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種超音速氣流解離和痕量水分控制的方法及其裝置，包括如下步驟：

步驟一：用燒結爐燒結鈦酸鋰，燒結后的鈦酸鋰放入料倉；

步驟二：將料倉中燒結后的鈦酸鋰采用高溫惰性氣體輸送給超音速氣流解離機，進行解離和干燥，所述超音速氣流解離機具有干燥功能，且在超音速氣流解離機腔體中加入電荷密度在300-1000nc/m³的中合負離子氣體；通過加入中合負離子氣體可以將粉體靜電從 70nc/g中合到5-10nc/g，中合后的鈦酸鋰粉體流動性良好，不會粘附在除塵器濾筒/濾袋上，也不會粘附在設備和管道的內表面，包裝設備正常穩(wěn)定運行；

步驟三：將解離干燥后的鈦酸鋰采用高溫惰性氣體依次輸送至分級機進行分級，收集器進行收集，篩分器進行篩分，然后用包裝機進行包裝，得到痕量水分的超細鈦酸鋰產品；

步驟四：將收集器流出的高溫惰性氣體經壓縮機和過濾器后輸送至超音速氣流解離機，循環(huán)使用，所述過濾器的清灰氣源中加入了電荷密度在300-1000nc/m³的中合負離子氣體；通過加入中合負離子氣體，可以提高清灰效果，降過濾器的運行壓差，保障過濾器連續(xù)穩(wěn)定運行。

進一步，所述鈦酸鋰產品的水分含量小于30PPM。通過將水分含量控制在30PPM以內，鈦酸鋰產品水分含量低，黏性小，鈦酸鋰電池的性能提高。