[实用新型]一种三元材料前驱体反应釜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种反应釜，具体涉及一种三元材料前驱体反应釜。

背景技术

作为新型能源的锂离子电池以其高安全性，高容量的特性现已得到广泛应用，并逐渐向动力电池领域扩充。其中以镍锰部分取代钴的三元锂离子电池正极材料占有的市场份额越来越高。在三元锂电池正极材料生产过程中，制备三元前驱体的沉淀反应工序是关乎产品成本及性能的关键工序所在。锂电池材料的粒径均匀性、振实密度、比容量、安全性都与其前驱体反应釜性能密切相关。但在工业生产中还存在以下问题：1)由于反应釜内部结构缺陷，造成生成的三元材料球形度及颗粒均一性较差；2)由于釜内排氧不充分，易造成三元前驱体部分氧化；3)由于不锈钢反应釜在Cl^-、NH₃、SO₄^2-综合作用，对釜体腐蚀，造成三元前驱体磁性物质含量超标，进而影响锂电池正极材料的安全性。

CN 203816613 U公开了一种合成三元材料前驱体的反应釜，该反应釜包括釜体，所述釜体顶部设有电机，釜体内设有搅拌轴，搅拌轴上端通过减速机与电机相连，搅拌轴上设置有桨叶，在该实用新型中，所述釜体内壁设置有侧挡板，在釜体内设置有导流筒，导流筒的顶端固定在釜体顶部的釜盖上。该方案提供的反应釜排氧不充分，易造成三元前驱体部分氧化的问题，且无法进行有效的温度控制。

因此，开发能够制备出性能更加优良的三元材料前驱体产品的反应釜对于锂离子电池领域来说具有重要的意义。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种三元材料前驱体反应釜。本实用新型提供的三元材料前驱体反应釜价格低廉，操作简单，性能稳定，使用寿命长，所述三元材料前驱体反应釜可以使三元前驱体制备系统中物料混合更加均匀，釜内排氧更充分，温度和pH控制的更精确，制备出的球形三元材料前驱体粒径均匀，性能良好。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种三元材料前驱体反应釜包括外壳、夹套、釜体、内衬、电机、搅拌轴、进料系统、出料系统、温度控制系统、pH控制系统、进气管、出气管以及环形布气管。

其中，所述釜体的外侧设置有夹套，所述夹套外侧设置有外壳；所述釜体的内壁设置有内衬，所述内衬中设置有搅拌轴，且与设置于釜体上方的电机的输出部位连接。

所述进气管穿过釜体进入内衬中与环形布气管连通。

所述釜体上还设置有出气管、进料系统、出料系统、温度控制系统和pH控制系统。

以下作为本实用新型优选的技术方案，但不作为本实用新型提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本实用新型的技术目的和有益效果。

作为本实用新型优选的技术方案，所述搅拌轴上布置有搅拌叶，所述搅拌叶从上到下依次为2组～3组折叶开启涡轮式桨叶和1组桨式桨叶，例如从上到下依次为2组折叶开启涡轮式桨叶和1组桨式桨叶，或从上到下依次为3组折叶开启涡轮式桨叶和1组桨式桨叶。使用折叶开启涡轮式桨叶可以使流场分布更加合理，有利于提升混合效果；而在折叶开启涡轮式桨叶的下方布置桨式桨叶则可以使搅拌更充分，解决仅使用折叶开启涡轮式桨叶时反应釜内衬中有些部位搅拌不到的问题。实际使用中可以让搅拌轴穿过环形布气管的圆环，将折叶开启涡轮式桨叶布置于环形布气管的上方，而将桨式桨叶布置于环形布气管的下方。

作为本实用新型优选的技术方案，所述反应釜还包括4块～6块圆周均布于所述釜体的内壁上的挡板，例如4块挡板，5块挡板或6块挡板。在釜体的内壁上以圆周均布方式设置挡板可以反应釜内物料流型达到全挡板流状态，该状态下反应体系中上下方向和径向上都具有搅拌效果，物料混合更加均匀，反应体系中不产生漩涡。

作为本实用新型优选的技术方案，所述挡板通过挡板加强柱固定于釜体的内壁上。

作为本实用新型优选的技术方案，所述挡板采用钛材或316不锈钢材质中的任意一种。

为了更好的排出反应体系中的溶解氧，环形布气管可以设置于反应釜内衬的底部。

作为本实用新型优选的技术方案，所述环形布气管上设置有气孔，且气孔双排相间均匀分布。所述气孔可以但不限于2排，例如可以是2排、4排、6排或8排等。

作为本实用新型优选的技术方案，所述气孔开口方向竖直向下斜30°～50°，例如30°、35°、40°、45°或50°等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

按照上述方式设置气孔，可以有效防止沉淀物堵塞气孔。