[发明专利]一种连续制备三元材料的设备及方法

权利要求书

1.一种连续制备三元材料的设备，其特征在于，包括依次通过管道连接的射流管式反应器、超声陈化池、第一鼓膜式板框压滤机、预干燥设备、湿法搅拌球磨机、第二鼓膜式板框压滤机、打浆机、砂磨机、物料输送泵、喷雾干燥塔和气氛烧结炉，所述射流管式反应器连接有混合盐溶液储罐和共沉淀剂储罐。

2.根据权利要求1所述的连续制备三元材料的设备，其特征在于，所述射流管式反应器和所述混合盐溶液储罐之间设置有第一恒流泵，所述射流管式反应器和所述共沉淀剂储罐之间设置有第二恒流泵。

3.根据权利要求1所述的连续制备三元材料的设备，其特征在于，所述射流管式反应器内设置有螺旋形的通道，所述通道置于超声装置内，物料在射流管式反应器中撞击混合，并在螺旋形的通道内进行充分反应。

4.根据权利要求1所述的连续制备三元材料的设备，其特征在于，所述混合盐溶液储罐和所述共沉淀剂储罐内均设置有加热装置和控温装置，所述射流管式反应器设置有保温结构。

5.根据权利要求1所述的连续制备三元材料的设备，其特征在于，所述超声陈化池为全封闭的陈化池。

6.根据权利要求1所述的连续制备三元材料的设备，其特征在于，所述预干燥设备还连接有废气回收装置。

7.一种使用权利要求1-6任一项所述的反应设备连续制备三元锂电材料的方法，其特征在于，至少包括如下步骤：

第一步，按比例将镍盐、钴盐、L盐加入溶剂中混合均匀，获得1mol/L～4mo1/L的混合盐溶液，所述L盐为锰盐或铝盐，将该混合盐溶液加入混合盐溶液储罐中；按比例混合1mol/L～4mo1/L的NaOH和1mol/L～4mo1/L的氨水，得到共沉淀剂溶液，加入共沉淀剂储罐中；

第二步，将混合盐溶液储罐和共沉淀剂储罐中的溶液加热到50～60℃，向射流管式反应器中进料，使得混合浆料的pH值为10～11；

第三步，物料在射流管式反应器中快速混合反应后，从出料口入到超声陈化池中，陈化持续时间为2～8h；

第四步，第一鼓膜式板框压滤机将陈化完成的浆料进行固液分离，所得到的滤饼在预干燥设备中于100～120℃干燥3-10h，干燥后的物料利用湿法搅拌球磨机加入纯水进行粉碎处理；

第五步，第二鼓膜式板框压滤机将湿法搅拌球磨机粉碎后的浆料进行洗涤和固液分离；

第六步，将第五步获得的滤饼加入打浆机中，同时加入纯水和锂盐，然后打成15～30wt％固含量的浆料，并送入砂磨机中砂磨处理4～16h；

第七步，物料输送泵将砂磨后的浆料输送至喷雾干燥塔进行喷雾造粒，喷雾干燥塔的进口温度为100～200℃，出口温度为100～200℃。

第八步，在氧气气氛下，于气氛烧结炉中对喷雾造粒获得的粉体进行煅烧处理，先在400～600℃下预烧5～10h，然后700～900℃煅烧10～20h，随炉冷却后获得三元材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：混合盐溶液和共沉淀剂溶液均通过恒流泵的精确计量，以恒定进料比向射流管式反应器中进料。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：NaOH与氨水的体积比为(0.1-10)：1。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述镍盐为硝酸镍、醋酸镍、草酸镍中的至少一种，所述钴盐为硝酸钴、醋酸钴、草酸钴中的至少一种，所述锰盐为硝酸锰、醋酸锰、草酸锰中的至少一种，所述铝盐为硝酸铝、醋酸铝、草酸铝中的至少一种，所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂中的至少一种，第一步所述溶剂为水。