[實用新型]一種高振實密度摻鋁四氧化三鈷的加料裝置

有效

• 申請號: 202022792686.6
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN213995798U
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 許開華;李炳忠;戴熹;馬興興
• 申請（專利權）人: 格林美（江蘇）鈷業股份有限公司
• 主分類號: B01J4/00
• 分類號: B01J4/00;B01J19/18;C01G51/04
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 范威

一種高振實密度摻鋁四氧化三鈷的加料裝置，包括：混合腔、進氣管、加料管、擴壓管；混合腔為水平管狀腔體，水平管狀腔體的一端設有進氣口、另一端設有出料口，水平管狀腔體的上管壁設有進料口；進氣管的一端與水平管狀腔體的進氣口連接，進氣管的另一端與壓縮空氣供氣裝置的出氣管連接；加料管的下端與水平管狀腔體的進料口連接；擴壓管的一端與水平管狀腔體的出料口連接；進氣管上設有進氣控制閥以及空氣調節閥，加料管上設有加料控制閥以及流量閥。通過本裝置有利于顆粒粒度的緩慢增長的球形度的不斷完善，提高了合成材料的致密程度和振實密度。

技術領域

本實用新型涉及鋰電池材料技術領域，具體涉及一種高振實密度摻鋁四氧化三鈷的加料裝置。

背景技術

從1990年索尼公司首次產業化真正意義上的鋰離子電池，鈷酸鋰材料由于其工作電壓高、充放電結構穩定、比能量高、循環穩定性好、環境友好等優點，被大量應用于智能手機、平板電腦、無人機等產品。然而當鈷酸鋰充電時脫出超過50％以上的鋰時，會發生不可逆相變而影響循環性能和安全性能。目前主要采取的方法之一是摻雜鋁元素，利用鋁元素在充放電過程中的穩定性來穩定鈷酸鋰的結構。

四氧化三鈷是生產鈷酸鋰的重要前驅體，濕法合成摻鋁四鈷工藝是制備摻鋁鈷酸鋰的常用方法之一。在以共沉淀法合成摻鋁四氧化三鈷時，由于鋁元素的存在，四氧化三鈷一次顆粒的堆積有序性變差，易形成疏松、振實密度低的顆粒。如公開號為108373175A的專利公布了鋁摻雜四氧化三鈷及其制備方法和應用，通過將鋁鹽溶液與絡合劑混合液、鈷鹽溶液、含碳酸根離子的沉淀劑溶液并流加入到反應釜中，共沉淀得到鋁摻雜碳酸鈷，后煅燒得到鋁摻雜四氧化三鈷。然而由這種方法制備的摻鋁四鈷材料振實密度較低，無法滿足市場上對鈷酸鋰材料能力密度越來越高的要求。

發明內容

針對上述已有技術存在的不足，本實用新型提供一種高振實密度摻鋁四氧化三鈷的加料裝置。

本實用新型是通過以下技術方案實現的。

一種高振實密度摻鋁四氧化三鈷的加料裝置，其特征在于，所述裝置包括：混合腔、進氣管、加料管、擴壓管；所述混合腔為水平管狀腔體，所述水平管狀腔體的一端設有進氣口、另一端設有出料口，所述水平管狀腔體的上管壁設有進料口；所述進氣管的一端與水平管狀腔體的進氣口連接，所述進氣管的另一端與壓縮空氣供氣裝置的出氣管連接；所述加料管的下端與水平管狀腔體的進料口連接；所述擴壓管的一端與水平管狀腔體的出料口連接；所述進氣管上設有進氣控制閥以及空氣調節閥，所述加料管上設有加料控制閥以及流量閥。

進一步地，所述加料管的上端與高位槽的原料輸送管連接。

進一步地，所述混合腔與擴壓管的長度比為1：3—1：2。

進一步地，所述擴壓管的另一端與反應釜的進料管連接。

進一步地，所述反應釜的進料管的出口端至攪拌葉輪的垂直距離與進料管的出口端至反應釜內側壁的垂直距離比為1：3—1：2。

一種采用上述加料裝置的加料方法，其特征在于，所述方法包括：將壓縮空氣從進氣管輸送到混合腔內，同時將鈷鋁原料混合液從加料管輸送到混合腔內，空氣和鈷鋁原料混合液在混合室腔內混合后，通過擴壓管噴射至反應釜的進料管中，從進料管噴出至攪拌葉輪附近，經過攪拌葉輪的剪切力均勻分散到反應釜內進行共沉淀反應。

進一步地，所述壓縮空氣的壓力為0.2-0.8MPa；所述壓縮空氣的流量為10-30m³/h；所述鈷鋁原料混合液的流量為180-320L/h。

進一步地，所述鈷鋁原料混合液是通過將鈷鹽溶液與鋁鹽溶液混合制成，所述鈷鋁原料混合液中鈷離子濃度為1-2mol/L、鋁離子濃度為0.02-0.05mol/L。

進一步地，所述鈷鹽溶液為氯化鈷、硫酸鈷、硝酸鈷溶液中的一種或多種混合，所述鋁鹽溶液為氯化鋁、硝酸鋁、偏鋁酸鈉溶液中的一種或多種混合。