CN208852888U - 一种锂电池正极材料制备控制结晶反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于锂电池技术领域，提供一种锂电池正极材料制备控制结晶反应装置，包括热水箱、控制器、底座及位于底座上方的反应桶，所述底座包括废料箱以及设置在废料箱中轴位置的密封腔，所述密封腔内由下至上安装有联动的电机及减速器，所述减速器的输出轴上安装有伸入到反应桶内的搅拌器，所述反应桶内侧面螺旋绕有环绕管，所述环绕管的进水端与热水箱之间连有进水管，所述环绕管的出水端与热水箱之间连接有回水管，所述热水箱内竖直设有一列电热管，所述反应桶顶面插有两个进料管，每个进料管上安装有计量泵，所述反应桶内还安装有温度测量器及PH测量器，所述反应桶的侧壁顶部插有溢流管。本装置可以有效生产出大量性能较好的晶粒。

Description

一种锂电池正极材料制备控制结晶反应装置

技术领域

本实用新型属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池正极材料制备控制结晶反应装置。

背景技术

本实用影响锂电池性能的其中一种因素是材料晶粒的层次，晶粒的层次主要有晶粒的大小、形貌、空隙大小及比表面积。

目前在锂电池材料晶粒的生产工艺中，使用的生产装置较为简便，无法准确大量的生产出性能较好的材料晶粒。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种锂电池正极材料制备控制结晶反应装置，旨在解决现有生产设备较为简单，无法准确并且大量的生产出性能较好的材料晶粒等技术问题。

本实用新型采用如下技术方案：

所述锂电池正极材料制备控制结晶反应装置包括热水箱、控制器、底座及位于底座上方的反应桶，所述底座包括废料箱以及设置在废料箱中轴位置的密封腔，所述密封腔内由下至上安装有联动的电机及减速器，所述减速器的输出轴上安装有伸入到反应桶内的搅拌器，所述反应桶底部有出口，且出口位置设置电控阀，所述反应桶内侧面螺旋绕有环绕管，所述环绕管的进水端与热水箱之间连有进水管，所述进水管上安装有循环泵，所述环绕管的出水端与热水箱之间连接有回水管，所述回水管***至热水箱底部，所述热水箱内竖直设有一列电热管，所述反应桶顶面插有两个进料管，每个进料管上安装有计量泵，所述反应桶内还安装有温度测量器及PH测量器，所述反应桶的侧壁顶部插有溢流管，所述电机、计量泵、电热管、循环泵、电控阀、温度测量器及PH测量器共同连接至控制器。

进一步的，所述溢流管的出口端下方依次安装有过滤网及溶液收集器。

进一步的，所述环绕管的出水端位于进水端的上方且位于同一侧。

本实用新型的有益效果是：在制备材料晶体的过程中，反应液的温度、PH值、搅拌速率等影响产品的形貌和性能，在本实用新型中，控制器可控制搅拌器的转速来控制搅拌速度，水箱向循环管能提供恒温水，可以使反应液保持相对稳定且适宜的温度下反应，如果温度测量器检测到反应液的温度不合适，可以通过水箱内的电热管控制进入到环绕管的热水温度，从而调节反应液到合适的温度，另外，反应液中的PH值可以通过改变碱液的泵入速度来调节，本装置可以有效生产出大量性能较好的晶粒；最后，如果反应桶内积累的废液较多，可以打开电控阀，将废液放入到底座的废料箱内收集，为反应桶提供空间，并且方便集中处理废液。

附图说明

图1是锂电池正极材料制备控制结晶反应装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的控制原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本实用新型实施例提供的锂电池正极材料制备控制结晶反应装置结构示意图，为了便于说明仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

所述锂电池正极材料制备控制结晶反应装置包括热水箱1、控制器2、底座3及位于底座3上方的反应桶4，所述底座3包括废料箱31以及设置在废料箱3中轴位置的密封腔32，所述密封腔32内由下至上安装有联动的电机33及减速器34，所述减速器34的输出轴上安装有伸入到反应桶4内的搅拌器5，所述反应桶4底部有出口41，且出口41位置设置电控阀42，所述反应桶4内侧面螺旋绕有环绕管6，所述环绕管6的进水端与热水箱1之间连有进水管61，所述进水管61上安装有循环泵62，所述环绕管6的出水端与热水箱1之间连接有回水管63，所述回水管63***至热水箱1底部，所述热水箱1内竖直设有一列电热管11，所述反应桶4顶面插有两个进料管7，每个进料管7上安装有计量泵71，所述反应桶4内还安装有温度测量器43及PH测量器44，所述反应桶4的侧壁顶部插有溢流管45，所述电机33、计量泵71、电热管11、循环泵62、电控阀42、温度测量器43及PH测量器44共同连接至控制器2。

本实用新型装置主要运用在锂电池材料制造工艺中的原料结晶，本实用新型实施例主要以Ni(OH)₂晶粒制备为例进行说明，控制结晶法制备Ni(OH)₂的反应为NiSO₄+2NaOH＝Ni(OH)₂↓+Na₂SO₄，其中Ni(OH)₂溶度积很小，说明器不溶于水，为了获得密度较高性能较好的Ni(OH)₂产品，需要控制反应过程中的温度、PH值、搅拌速率等因素，此外，还要控制Ni离子的活度，并严格控制反应液的酸碱度(OH离子的浓度)。

在本结构中，反应桶内的搅拌器挡板依据反应类型做了优化设计，搅拌器的搅拌强度通过电机的转速进行控制，其中减速器时的搅拌器搅拌更加稳定，搅拌器的搅拌速率达到合适时，颗粒表面互相磨合及受溶液冲刷越充分，因此表面结合疏松的小晶粒越少，一次颗粒堆积的密度越高，颗粒的粒度分布也更为均匀；另外，水箱向循环管能提供恒温水，可以使反应液保持相对稳定且适宜的温度下反应，如果温度测量器检测到反应液的温度不合适，可以通过水箱内的电热管控制进入到环绕管的热水温度，从而调节反应液到合适的温度，在本反应桶内，所述环绕管围着反应桶内壁一圈圈紧密缠绕，并且所述环绕管的出水端位于进水端的上方且位于同一侧，热水从环绕管逆流而上，温度维持效果更好，保持恒温能力强，热水箱与环绕管的进出口均连通，热水可以循环利用，并且回水管伸入到热水箱底部，是回流的水预热更加充分后通过进水管进入到环绕管内；最后，碱液及Ni离子络合剂等原料可以通过计量泵输送到反应桶内，反应桶内的PH值可以通过改变碱液的泵入速率来调节，上述因素均影响产品的形貌和性能，可以根据需要的产品具体优化。

本实用新型中，在搅拌反应过程中，由于反应产物会悬浮在溶液上面，不断地有反应产物悬浮液从反应桶的溢流管中溢流出来，为了方便反应产物的分离、洗涤干燥等后续工序，所述溢流管45的出口端下方依次安装有过滤网8及溶液收集器9。反应产物留在过滤网内，对已经分离出的反应产物进行后续处理。

在本实用新型实施例中，所述反应桶底部有出口，出口***废料箱内，且出口位置设置电控阀，所述底座内设置有废料箱及密封腔，电机与减速器位于密封腔内，废料箱与反应桶体底部被开关阀隔离，电控阀打开后，反应桶内的溶液可以流入到底座的废料箱内，方便集中处理废液；如果在晶粒制造过程中，积累的废液较多，可以将废液处理到废料箱内，同时向反应桶内提供新的反应液。

最后，在本实用新型实施例中，提供了一种控制原理，如图2所示，如PH检测器或者温度检测器检测到反应桶内的PH值、温度不在合适的值上，信号传递给控制器，控制器可以通知计量泵对流入碱液量控制，还可以通知热管对热水箱内的水温控制，控制器还可以控制电机的转速，从而控制搅拌器的搅拌速率，此外，控制器还可以控制循环泵及电控阀的开关与关闭。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种锂电池正极材料制备控制结晶反应装置，其特征在于，包括热水箱、控制器、底座及位于底座上方的反应桶，所述底座包括废料箱以及设置在废料箱中轴位置的密封腔，所述密封腔内由下至上安装有联动的电机及减速器，所述减速器的输出轴上安装有伸入到反应桶内的搅拌器，所述反应桶底部有出口，且出口位置设置电控阀，所述反应桶内侧面螺旋绕有环绕管，所述环绕管的进水端与热水箱之间连有进水管，所述进水管上安装有循环泵，所述环绕管的出水端与热水箱之间连接有回水管，所述回水管***至热水箱底部，所述热水箱内竖直设有一列电热管，所述反应桶顶面插有两个进料管，每个进料管上安装有计量泵，所述反应桶内还安装有温度测量器及PH测量器，所述反应桶的侧壁顶部插有溢流管，所述电机、计量泵、电热管、循环泵、电控阀、温度测量器及PH测量器共同连接至控制器。

2.如权利要求1所述锂电池正极材料制备控制结晶反应装置，其特征在于，所述溢流管的出口端下方依次安装有过滤网及溶液收集器。

3.如权利要求2所述锂电池正极材料制备控制结晶反应装置，其特征在于，所述环绕管的出水端位于进水端的上方且位于同一侧。