[实用新型]用于合成梯度三元材料的加料系统

说明书

技术领域

    本实用新型属于化工设备技术领域，特别涉及一种用于合成梯度三元材料的加料系统。

背景技术

镍钴锰三元正极材料，又简称三元材料，在锂离子电池领域具有广阔的应用市场。其中，梯度三元材料是一种颗粒组分渐变的新型三元材料，其特征为颗粒组分由内而外呈梯度渐变。由于特殊的梯度组分结构，这种材料结合了高容量和高循环的优点，具有良好的市场应用前景。为了进行梯度三元材料的生产，需要一种能连续生成梯度浓度溶液的自动加料装置，以使加料溶液中镍锰元素的浓度可随加料量呈连续的梯度渐变。

人工配制不同浓度的梯度溶液，当所需要的不同浓度较多时，过程繁琐，影响生产效率。且人工方式配制的梯度溶液中梯度不连续，难以配制浓度连续渐变的梯度溶液。设计一种能自动化、连续化的产生梯度溶液的加料设备成为必要。

共沉淀法是合成三元材料的基本工艺，为了达到产品质量要求，共沉淀反应中对反应的均一性有较高要求。喷雾式加料，相比其它加料方式，优点在于物料能以细小的雾化颗粒喷洒在一定面积上，加料均匀，有利于改善进料后的传质过程，提高物料混合效率，从而避免了物料局部浓度过高，改善共沉淀反应的均匀性和三元材料的产品质量。

在联用梯度溶液生成装置与喷雾装置时，需要解决两装置间的协调性问题。如何使梯度溶液生成系统的输出溶液速率和喷雾装置的喷射速率协调一致，成为解决重点。这不但要求梯度溶液生成系统的流出液速率可控，也要求喷射器的喷射速率可控，使喷射器能按所设定时间间隔将梯度溶液转化成喷雾。

为了满足指数型梯度三元材料的生产需求，需要一种能连续产生指数式梯度溶液的自动喷雾进料装置，以优化生产工艺。进一步，如果梯度溶液的喷雾加料装置具有设定喷雾频率的功能，即喷雾时间间隔灵活可调，将大大提高梯度三元材料生产中的自动化可控化程度。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本实用新型提供一种专用于合成梯度三元材料的加料系统，使其能自动生成浓度渐变的喷雾，且浓度以指数规律渐变，梯度溶液的喷雾频率可灵活设定，加料均匀并适用于中试生产和大批量生产。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种用于合成梯度三元材料的加料系统，其特殊之处在于：包括补液室和混液室，补液室和混液室通过管道上下相连，补液室所处高度位于混液室上方，补液室分别在顶端和底端设有补液室进料口和补液室出料口，进料口和出料口处都设有阀门，补液室出料口阀门通过管道与混液室内的进料管相连。

本实用新型的用于合成梯度三元材料的加料系统，混液室分别在顶端和底端设有混液室进料口和混液室出料口，进料口和出料口处都设有阀门，混液室出料口阀门通过一计量泵与喷射器连接，计量泵和喷射器之间设有缓冲室，喷射器与空气压缩机连接，喷射器与空气压缩机之间设有脉冲电磁阀。

进一步，所述混液室顶盖中央安装有电动机械搅拌器，该电动机械搅拌器的搅拌桨伸出混液罐内，桨叶可采用推进式、涡轮式、锯齿圆盘式和折叶桨式。

进一步，所述缓冲室位于喷射器上方，两部分通过管道上下垂直连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供的一种用于合成梯度三元材料的加料系统，不但能自动生成指数式梯度溶液，自动雾化，还能具有控制喷雾频率的功能，按所设定时间间隔对梯度溶液进行喷雾。适用于指数型梯度三元材料的合成，且具有连续化、自动化、可控度高和均匀进料的优点，也适用于大批量和规模化生产。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是实施例加料系统输出的M金属离子浓度的指数式升高曲线示意图。

附图3是实施例加料系统输出的M金属离子浓度的指数式降低曲线示意图。

图中，1补液室，2混液室，3补液室进料口，4补液室出料口，5进料管，6混液室进料口，7混液室出料口，8阀门，9电动机械搅拌器，10计量泵，11缓冲室，12喷射器，13脉冲电磁阀，14空气压缩机。

具体实施方式