[实用新型]一种具有自浓缩功能的三元前驱体制备装置

说明书

本实用新型公开了一种具有自浓缩功能的三元前驱体制备装置，包括反应釜、与所述反应釜匹配连接的过滤装置、与所述过滤装置匹配连接的集液装置、以及与所述集液装置匹配连接的抽真空装置。本实用新型可在三元前躯体研发和小试过程中替代浓密机，实现料液在釜体内不断浓缩，避免料液由釜体外部设备浓缩时而氧化，减少开机料，提高小试产品质量，使试验结果更具科学性，同时使小试反应条件最大程度的与量产条件吻合，为后期的放大生产提供准确的数据。

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池三元正极材料前驱体的制备技术领域，具体涉及一种具有自浓缩功能的三元前驱体制备装置。

背景技术

随着各国政府陆续推出燃油车禁售政策，纯电动汽车和插电式混合动力汽车正得到新造车势力和传统造车势力的大力发展。拥有优异性能的电动汽车需满足长续航能力、长使用寿命及大加速度等要求，因此作为电动汽车三大系统之一的电池就需要拥有高容量、长循环周期以及大的放电倍率等性能。目前市场上主流3C电池的正极材料仍然是LiCoO₂，因其成本太高，不宜应用于动力电池领域；而LiFePO₄、LiMn₂O₄、LiNiO₂及LiMnO₂等正极材料均存在容量小、低温性能差和安全性低等问题，严重影响其在动力电池领域的大规模应用。而三元正极材料完美的结合了上述各材料的优点，具有容量高、循环寿命长、放电倍率大及安全性好等优点，越来越得到研发人员的重视。

三元材料前驱体即镍钴锰氢氧化物是三元正极材料的上游产品，将三元前驱体和氢氧化锂或碳酸锂通过一定比例在氧气氛围下高温烧结即可得到三元正极材料，因此三元前驱体的品质严重影响着三元正极材料的质量。目前各大前驱体生产企业均是利用间歇法或连续法通过共沉淀批量生产三元前驱体，而连续法生产的前驱体粒度分布宽度大、结晶性差，但产量高、批次间稳定性好；间歇法生产的前驱体力度分布均匀、结晶性好，但产量低、批次间稳定性差，适用于生产高镍或单晶型前驱体产品。在间歇法生产过程中需要适当的提高浆料中的固含量至5wt％～10wt％，延长物流在反应釜内的停留时间，使杂质从晶格中置换出来，降低晶体中杂相的产生，提高产品的振实密度，使二次球颗粒表面更加规整、致密，降低比表面积，制备出高振实密度、高循环寿命的正极材料产品。目前在量产中实现提固的方法多是采用浓密机，但在前驱体的新产品开发过程中，因其产量较低，不宜使用体积大、价格昂贵的浓密机，为了更准确的评价新产品的性能，需最大程度的模拟量产过程中的反应条件，减小小试与放大后的误差因素，在无法使用浓密机的前提下，急需开发出一款可以使料液在釜体内实现自浓缩的装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服背景技术的技术缺陷，提供一种具有自浓缩功能的三元前驱体制备装置。本实用新型的目的在于设计一种在三元前躯体新产品开发过程中由于小试量少而不宜使用浓密机的情况下可实现料液在釜体内不断浓缩的装置，从而减少开机料，提高小试产品质量，使试验结果更具科学性，同时使小试反应条件最大程度的与量产条件吻合，为后期的放大生产提供准确的数据；此外本实用新型还可快速的实现连续法和间歇法工艺的切换，降低成本。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种具有自浓缩功能的三元前驱体制备装置，包括反应釜、与所述反应釜匹配连接的过滤装置、与所述过滤装置匹配连接的集液装置、以及与所述集液装置匹配连接的抽真空装置；所述抽真空装置在所述集液装置内部产生负压，在所述负压的推动下，所述反应釜内部的料液经由所述过滤装置的过滤分为浓缩液和清液，所述浓缩液由于所述过滤装置的拦截留在所述反应釜内部继续参与反应，所述清液在所述负压的推动下透过所述过滤装置进入所述集液装置。

进一步地，所述反应釜包括釜体；所述过滤装置包括设置于所述釜体侧壁的抽滤口、以及设置于所述抽滤口内部的滤芯。

进一步地，所述滤芯为滤板。

进一步地，所述滤芯的材质为烧结玻璃材质。