[發明專利]混料燒結系統、采用其制備粉體的方法及正極材料

在審

• 申請號: 202211714348.8
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN115999445A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 張力;陳彥彬
• 申請（專利權）人: 北京當升材料科技股份有限公司
• 主分類號: B01J6/00
• 分類號: B01J6/00;H01M4/04;H01M4/525;H01M10/0525;B01J19/18;B01J19/00;B01J4/02;B01F27/054;F27B17/00;F27D3/00;F27D19/00
• 代理公司: 北京正和明知識產權代理事務所(普通合伙) 11845
• 代理人: 李建剛

1.一種混料燒結系統，包括：

反應器本體，內部具有攪拌裝置；

驅動裝置，設于所述反應器本體外部，與所述攪拌裝置連接，用于驅動所述攪拌裝置；

其特征在于，所述攪拌裝置包括一個或多個攪拌棒，所述攪拌棒的自由端與所述反應器本體內壁的距離可調，以形成第一工作狀態或第二工作狀態。

2.根據權利要求1所述的混料燒結系統，其特征在于，當所述攪拌棒的自由端與所述反應器本體的內壁的距離取值范圍大于1cm時，所述攪拌棒可打散混勻物料，形成所述第一工作狀態；

當所述攪拌棒的自由端與所述反應器本體的內壁的距離取值范圍小于1cm時，所述攪拌棒的自由端可與所述反應器本體摩擦生熱，形成所述第二工作狀態。

3.根據權利要求1或2所述的混料燒結系統，其特征在于，所述攪拌棒的自由端具有摩擦部，當所述攪拌棒處于所述第二工作狀態時，所述摩擦部與所述反應器本體的內壁面接觸；

優選地，所述反應器本體內具有軸向設置的轉軸，所述攪拌棒自由端的相對端連接于所述轉軸上；所述摩擦部為摩擦輥，所述摩擦輥的軸線平行于所述轉軸的軸線；

優選地，所述摩擦輥的長度為所述反應器本體高度的1/3-2/3；

優選地，所述摩擦輥的直徑d與所述摩擦輥的長度L的比值介于1/3-1/2；

優選地，當所述攪拌棒處于所述第二工作狀態時，所述摩擦輥與所述反應器本體內壁的距離取值范圍為0-0.1cm。

4.根據權利要求1或2所述的混料燒結系統，其特征在于，還包括溫度檢測裝置和控制裝置，所述溫度檢測裝置包括檢測端和輸出端，所述檢測端位于所述反應器本體內部，所述輸出端與所述控制裝置信號連接；

所述控制裝置還分別與所述驅動裝置和所述攪拌棒信號連接，所述控制裝置可根據所述檢測端的信號調節所述驅動裝置的轉速以及所述攪拌棒自由端與所述反應器本體內壁的距離。

5.根據權利要求4所述的混料燒結系統，其特征在于，所述攪拌棒包括通過螺紋或卡扣相互連接的內管和外管，所述內管與所述控制裝置信號連接，所述控制裝置可控制所述內管做旋轉運動或伸縮運動以調節所述攪拌棒的長度。

6.一種用權利要求1-5任一項所述的混料燒結系統制備粉體的方法，其特征在于，包括以下步驟：

混合：將原料加入所述反應器本體內，調節所述攪拌棒的自由端與所述反應器本體內壁的距離為1-10cm，在第一轉速下完成混料；

燒結：調節所述攪拌棒的自由端與所述反應器本體內壁的距離為0-0.1cm，在第二轉速下進行機械生熱，使所述反應器本體內壁的溫度T的取值范圍達到700℃≤T≤1500℃，其中，所述第二轉速大于所述第一轉速。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述原料包括正極材料的前驅體和鋰源，其中以Me計的所述前驅體和以Li計的所述鋰源的摩爾比滿足n(Li):n(Me)＝0.95-1.30:1，Me為所述前驅體中的金屬元素的統稱；

優選地，所述正極材料選自多元正極材料、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰或磷酸錳鐵鋰中的一種；

優選地，所述第一轉速的取值范圍為300-600rpm，所述混合的時間為1-90min；

優選地，所述第二轉速的取值范圍為3000-10000rpm，所述燒結的時間為0.5-10h。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述燒結包括預燒反應，所述第二轉速的取值范圍為3500-4500rpm，所述反應器本體內壁的溫度T的取值范圍為700-850℃。

9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述燒結為合成反應，所述第二轉速的取值范圍為5000-8000rpm，所述反應器本體內壁的溫度T的取值范圍為1000-1200℃，所述燒結的時間為30-90min。

10.一種正極材料，其特征在于，由權利要求1-5中任一項所述的混料燒結系統，或者由權利要求6-9中任一項所述的方法制備而成；

優選地，所述正極材料的長徑比為0.98-1.03；

優選地，所述正極材料的平均粒徑為3-500微米。