[實(shí)用新型]一種具有自濃縮功能的三元前驅(qū)體制備裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020144077.7
• 申請(qǐng)日: 2020-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211964160U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢(qián)云龍;蘇美華;吳賽;余春林;朱珠;袁徐俊;趙軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 寧波容百新能源科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J19/18
• 分類(lèi)號(hào): B01J19/18
• 代理公司: 余姚德盛專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 33239
• 代理人: 周積德

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有自濃縮功能的三元前驅(qū)體制備裝置，包括反應(yīng)釜、與所述反應(yīng)釜匹配連接的過(guò)濾裝置、與所述過(guò)濾裝置匹配連接的集液裝置、以及與所述集液裝置匹配連接的抽真空裝置。本實(shí)用新型可在三元前軀體研發(fā)和小試過(guò)程中替代濃密機(jī)，實(shí)現(xiàn)料液在釜體內(nèi)不斷濃縮，避免料液由釜體外部設(shè)備濃縮時(shí)而氧化，減少開(kāi)機(jī)料，提高小試產(chǎn)品質(zhì)量，使試驗(yàn)結(jié)果更具科學(xué)性，同時(shí)使小試反應(yīng)條件最大程度的與量產(chǎn)條件吻合，為后期的放大生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及鋰離子電池三元正極材料前驅(qū)體的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有自濃縮功能的三元前驅(qū)體制備裝置。

背景技術(shù)

隨著各國(guó)政府陸續(xù)推出燃油車(chē)禁售政策，純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)正得到新造車(chē)勢(shì)力和傳統(tǒng)造車(chē)勢(shì)力的大力發(fā)展。擁有優(yōu)異性能的電動(dòng)汽車(chē)需滿足長(zhǎng)續(xù)航能力、長(zhǎng)使用壽命及大加速度等要求，因此作為電動(dòng)汽車(chē)三大系統(tǒng)之一的電池就需要擁有高容量、長(zhǎng)循環(huán)周期以及大的放電倍率等性能。目前市場(chǎng)上主流3C電池的正極材料仍然是LiCoO₂，因其成本太高，不宜應(yīng)用于動(dòng)力電池領(lǐng)域；而LiFePO₄、LiMn₂O₄、LiNiO₂及LiMnO₂等正極材料均存在容量小、低溫性能差和安全性低等問(wèn)題，嚴(yán)重影響其在動(dòng)力電池領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。而三元正極材料完美的結(jié)合了上述各材料的優(yōu)點(diǎn)，具有容量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、放電倍率大及安全性好等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越得到研發(fā)人員的重視。

三元材料前驅(qū)體即鎳鈷錳氫氧化物是三元正極材料的上游產(chǎn)品，將三元前驅(qū)體和氫氧化鋰或碳酸鋰通過(guò)一定比例在氧氣氛圍下高溫?zé)Y(jié)即可得到三元正極材料，因此三元前驅(qū)體的品質(zhì)嚴(yán)重影響著三元正極材料的質(zhì)量。目前各大前驅(qū)體生產(chǎn)企業(yè)均是利用間歇法或連續(xù)法通過(guò)共沉淀批量生產(chǎn)三元前驅(qū)體，而連續(xù)法生產(chǎn)的前驅(qū)體粒度分布寬度大、結(jié)晶性差，但產(chǎn)量高、批次間穩(wěn)定性好；間歇法生產(chǎn)的前驅(qū)體力度分布均勻、結(jié)晶性好，但產(chǎn)量低、批次間穩(wěn)定性差，適用于生產(chǎn)高鎳或單晶型前驅(qū)體產(chǎn)品。在間歇法生產(chǎn)過(guò)程中需要適當(dāng)?shù)奶岣邼{料中的固含量至5wt％～10wt％，延長(zhǎng)物流在反應(yīng)釜內(nèi)的停留時(shí)間，使雜質(zhì)從晶格中置換出來(lái)，降低晶體中雜相的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品的振實(shí)密度，使二次球顆粒表面更加規(guī)整、致密，降低比表面積，制備出高振實(shí)密度、高循環(huán)壽命的正極材料產(chǎn)品。目前在量產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)提固的方法多是采用濃密機(jī)，但在前驅(qū)體的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，因其產(chǎn)量較低，不宜使用體積大、價(jià)格昂貴的濃密機(jī)，為了更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)新產(chǎn)品的性能，需最大程度的模擬量產(chǎn)過(guò)程中的反應(yīng)條件，減小小試與放大后的誤差因素，在無(wú)法使用濃密機(jī)的前提下，急需開(kāi)發(fā)出一款可以使料液在釜體內(nèi)實(shí)現(xiàn)自濃縮的裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服背景技術(shù)的技術(shù)缺陷，提供一種具有自濃縮功能的三元前驅(qū)體制備裝置。本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種在三元前軀體新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中由于小試量少而不宜使用濃密機(jī)的情況下可實(shí)現(xiàn)料液在釜體內(nèi)不斷濃縮的裝置，從而減少開(kāi)機(jī)料，提高小試產(chǎn)品質(zhì)量，使試驗(yàn)結(jié)果更具科學(xué)性，同時(shí)使小試反應(yīng)條件最大程度的與量產(chǎn)條件吻合，為后期的放大生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；此外本實(shí)用新型還可快速的實(shí)現(xiàn)連續(xù)法和間歇法工藝的切換，降低成本。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

一種具有自濃縮功能的三元前驅(qū)體制備裝置，包括反應(yīng)釜、與所述反應(yīng)釜匹配連接的過(guò)濾裝置、與所述過(guò)濾裝置匹配連接的集液裝置、以及與所述集液裝置匹配連接的抽真空裝置；所述抽真空裝置在所述集液裝置內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓，在所述負(fù)壓的推動(dòng)下，所述反應(yīng)釜內(nèi)部的料液經(jīng)由所述過(guò)濾裝置的過(guò)濾分為濃縮液和清液，所述濃縮液由于所述過(guò)濾裝置的攔截留在所述反應(yīng)釜內(nèi)部繼續(xù)參與反應(yīng)，所述清液在所述負(fù)壓的推動(dòng)下透過(guò)所述過(guò)濾裝置進(jìn)入所述集液裝置。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)釜包括釜體；所述過(guò)濾裝置包括設(shè)置于所述釜體側(cè)壁的抽濾口、以及設(shè)置于所述抽濾口內(nèi)部的濾芯。

進(jìn)一步地，所述濾芯為濾板。

進(jìn)一步地，所述濾芯的材質(zhì)為燒結(jié)玻璃材質(zhì)。