[发明专利]一种锂电正极材料前驱体合成装置及方法

说明书

本发明涉及一种锂电正极材料前驱体的合成装置和方法，所述装置包括反应釜和浓密釜；反应釜顶部中心设有搅拌电机，顶部有釜盖，并设有进液管道；浓密釜顶部中心设有搅拌电机，上部设有排气口；打液泵通过抽液口、抽液管道、进液口将反应釜内料液打到浓密釜，料液经过滤装置过滤后，清液随排液管道排出，浓密后的浆料通过排浓浆口、排浓浆管道返回反应釜。基于该装置的制备锂电正极材料前驱体的方法，是在不缩短反应液的平均反应停留时间的基础上，增加进入反应釜的原料量，提高了生产效率；同时，进一步改善了前驱体颗粒的球形度，增加前驱体产品密度。另外，本发明够满足不同排清液量的要求，适用范围广，操作简单，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料制备领域，特别涉及一种应用前驱体合成装置制备锂电正极材料前驱体的方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，对电池新材料需求的不断增加，加上手机、笔记本电脑、数码产品、电动汽车等产品对新型、高效、环保电池材料的强劲需求，电池新材料市场也将不断扩大。以锂电池为代表的绿色二次电池具有高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、体积小、内阻小、自放电少等特点，发展前景广阔。

锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液等部分组成，其中正极材料占有较大比例，其性能直接影响着锂离子电池的性能，且其成本也直接决定电池成本。工业生产中锂电正极材料的主流方法是共沉淀法结合高温固相法，首先是共沉淀法制备前驱体，然后再混锂、煅烧等获得三元材料。前驱体是一种技术难度较高的中间体，在锂电正极材料产业链中占据重要位置，具有较高的技术壁垒，且对三元材料的品质有传承性的影响，因此也引起了社会各界的广泛研究。

前驱体主流的制备方法是共沉淀法，将反应原料加入反应釜进行反应，反应完成后再进行陈化、过滤洗涤、烘干等得到前驱体产品。采用这种方法制备过程中，为了得到球形度较好、颗粒致密的前驱体产品，往往会采用小的进液流量，延长反应液在反应釜中的平均停留时间，这在一定程度上降低了前驱体的生产效率，增加了生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种锂电正极材料前驱体合成装置及方法。本发明是一种连续式前驱体制备方法，设有一台浓密釜，并将反应釜和浓密釜相连，通过打液泵将反应釜内浆料打入浓密釜，浆料在浓密釜经过滤装置过滤并排走掉部分清液，剩余浓浆返回反应釜，因此可以在不缩短反应液在反应釜平均停留时间的基础上，增加进入反应釜的原料量，提高生产效率。同时，经浓密釜返回反应釜的浆料前驱体颗粒含量增加，相互间碰撞、摩擦加剧，进一步改善前驱体颗粒的球形度，增加前驱体产品密度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂电正极材料前驱体合成装置，包括反应釜（1）和浓密釜（2）；

所述反应釜（1）顶部中心设有搅拌电机（101），通过釜内搅拌轴（109）与搅拌桨（110）连接，顶部有釜盖（105），并设有进液管道（102、103、104）；浓密釜（2）顶部中心设有搅拌电机（201），通过搅拌轴（216）与搅拌桨（217）连接，上部设有排气口（203）；打液泵（114）通过抽液口（112）、抽液管道（113）、进液口（218）将反应釜（1）内料液打到浓密釜（2），料液经过滤装置（208）过滤后，清液随排液管道（213）排出，浓密后的浆料通过排浓浆口（220）、排浓浆管道（206）返回反应釜内。

进一步，所述进液管道包括氨溶液进液管道（102）、碱溶液进液管道（103）、混合盐溶液进液管道（104）。

进一步，所述反应釜（1）外侧设有夹套（106），通过夹套内导热介质来控制反应釜的温度。

进一步，所述反应釜（1）设有溢流口（107），反应完的浆料通过溢流口（107）进入下一道工序。

进一步，所述反应釜（1）外壁设有保温层（108），减少反应过程散热量，有利于反应温度的控制。