[实用新型]一种动力型镍钴锰酸锂的制备设备

说明书

本实用新型公开了一种动力型镍钴锰酸锂的制备设备。这种动力型镍钴锰酸锂的制备设备包括扰动氧气氛烧结装置和螺杆挤压烧结装置；扰动氧气氛烧结装置的出料端与螺杆挤压烧结装置的进料端相连接；扰动氧气氛烧结装置分为进料段和烧结段；螺杆挤压烧结装置分为进料段和压缩段。通过本实用新型的制备设备制备动力型镍钴锰酸锂，能显著提高镍钴锰酸锂的振实密度，进而提高电池材料的比容量；同时正极材料整体结构致密，颗粒不易断裂和粉化，寿命大大延长。

技术领域

本实用新型涉及一种动力型镍钴锰酸锂的制备设备。

背景技术

锂离子电池由于绿色环保、安全性高、比能量高、寿命长、自放电率低等优势，被广泛用于电动汽车、风光互补、备用电源、削峰填谷等领域。据工信部发布数据，2017年我国锂离子电池累计完成产量117894.7万自然只，累计同比增长31.25％，锂离子电池产业得到飞速的发展。

正极材料的性能直接决定锂离子电池的性能表现。镍钴锰酸锂正极材料因高平台电压、可观的充放电容量和优异的循环稳定性，成为乘用车动力电池的主流正极材料，同时替代磷酸铁锂迅速提升在客车动力电池材料中的市场份额。在追求电动汽车长续航的背景下，对于动力电池而言，系统能量密度亟需进一步提升，正极材料的高能量密度趋势不可逆转，提高正极材密度要求变得更加迫切。

传统烧结方法是采用固相法，将前驱体材料与锂源机械混匀后，以匣钵盛装后置于辊道窑中进行高温烧结使其反应生成镍钴锰酸锂正极材料。由于是静态盛装，位于匣钵内部的粉体烧结过程与氧气接触不充分，难以对内部粉体进行彻底氧化，对正极材料性能有较大影响，对于高镍材料尤为严重。同时，前驱体材料与锂源是通过机械混匀，难以对两者进行完全彻底的混匀，烧结过程中局部位置成分的差异导致烧结所得镍钴锰酸锂的成分不同，影响性能的发挥。烧结过程为常压烧结，烧结后正极材料结构疏松，密度低，寿命短，容量少。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种动力型镍钴锰酸锂的制备设备。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种动力型镍钴锰酸锂的制备设备，包括扰动氧气氛烧结装置和螺杆挤压烧结装置；扰动氧气氛烧结装置的出料端与螺杆挤压烧结装置的进料端相连接；扰动氧气氛烧结装置分为进料段和烧结段；扰动氧气氛烧结装置的进料段包括进料外壳，连接进料外壳的进料口和设于进料外壳内的进料螺杆，进料螺杆与第一驱动器相连接；烧结段包括第一烧结窑、设于第一烧结窑内的烧结螺杆和换气装置，烧结螺杆的杆轴穿入进料螺杆，烧结螺杆与第二驱动器相连接，换气装置包括设置在第一烧结窑进料端顶部的进气口和出料端顶部的出气口；螺杆挤压烧结装置包括第二烧结窑和设于第二烧结窑内的挤压螺杆，挤压螺杆与第三驱动器相连接，螺杆挤压烧结装置分为进料段和压缩段，挤压螺杆的螺纹间距自螺杆挤压烧结装置进料段至压缩段逐渐减少；第二烧结窑的进料端与第一烧结窑出料端相连接，第二烧结窑的出料端设有出料口。

制备设备中，扰动氧气氛烧结装置与螺杆挤压烧结装置的连接处设有阀门。

扰动氧气氛烧结装置中，进料螺杆为中空结构螺杆，烧结螺杆为镂空结构螺杆，进料螺杆和烧结螺杆可各自独立转动。

扰动氧气氛烧结装置中，换气装置的出气口设有筛网。

扰动氧气氛烧结装置中，第一烧结窑的内壁直径大于烧结螺杆的直径，烧结螺杆的外圆与第一烧结窑内壁的底部相切。

螺杆挤压烧结装置中，第二烧结窑的内壁直径与挤压螺杆的直径相等，压缩段的挤压螺杆压缩比为(1.5～4)：1。

螺杆挤压烧结装置的挤压螺杆长径比为(30～80)：1，槽深为10mm～50mm。

本实用新型的有益效果是：