[实用新型]一种微格反应器

说明书

本实用新型提供了一种微格反应器，微格反应器包括反应釜筒体；设置于所述反应釜筒体内的导流筒；伸入所述导流筒内的搅拌轴；所述搅拌轴上设有搅拌装置；所述导流筒的筒壁上设有多个开口。本实用新型提供的微格反应器在具有多个开口的导流筒的辅助作用下,使得反应器内部建立多个内外循环,在多方面协同作用下可减小材料尺寸,使得反应更加充分均匀,从而达到颗粒尺寸可控。采用上述微格反应器制备的用于锂电池正极材料前驱体经过混锂、烧结改性后得到的锂离子电池正极材料的高压实、高倍率且循环稳定性好是高能量密度、长寿命锂离子电池重要选择。

技术领域

本实用新型属于正极材料技术领域，尤其涉及一种微格反应器。

背景技术

锂离子电池作为二次电池，已经成熟商业化应用于3C电子产品、移动电源、电动工具及电动自行车等小型动力电池领域，所使用的正极材料主要包括磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂及三元材料等，其实际比容量均低于200mA·h/g。随着全球能源格局的改变及镍钴锰资源的供应限制，具有高比容量(250 mA·h/g)、低成本的富锂锰基正极材料引起了研究人员的广泛关注，有望商业化作为下一代动力电池的正极材料，例如混合动力车(HEV)或者纯电动车 (EV)。

目前合成富锂锰基三元材料的方法主要包括高温固相法、溶胶凝胶法、水热合成法及共沉淀法等。其中，共沉淀法在液相化学合成粉体材料中应用最为广泛，产物中的有效组成可以实现原子、分子级别的均匀混合，设备简单，操作容易。但是，受制于该工艺严格的生产条件，存在早期晶体颗粒成长过快过大，最终所制备的前驱体颗粒粒径分布宽，颗粒振实密度低等不足，从而限制了后续成品正极材料性能提升空间。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种微格反应器，该微格反应器制备的前驱体颗粒粒径可控均一，形貌规整，振实密度高。

本实用新型提供了一种用于锂电池正极材料前驱体合成的微格反应器，包括反应釜筒体；

设置于所述反应釜筒体内的导流筒；

伸入所述导流筒内的搅拌轴；所述搅拌轴上设有搅拌装置；

所述导流筒的筒壁上设有多个开口。

优选地，多个所述开口以搅拌轴的轴线为中心镜像分布。

优选地，多个所述搅拌装置安装在搅拌轴上；

多个所述搅拌装置沿搅拌轴的轴线依次排布。

优选地，沿反应釜筒体高度方向上，相邻两个搅拌装置之间至少设有一个开口。

优选地，所述反应釜筒体的直径D、导流筒与反应釜的侧壁间隙L、相邻开口的高度间隙H、导流筒的内径d和开口的高度h之间满足以下关系：

d＝(1/2～9/10)D；L＝(D-d)/2；H＝h＝(1/10～1/2)d。

优选地，所述搅拌装置设置的层数为1～16层。

优选地，所述开口的层数和搅拌装置的层数比为1:1。

本实用新型提供了一种用于锂电池正极材料前驱体的制备方法，包括以下步骤：

将含镍化合物、含钴化合物、含锰化合物和水混合，得到混合盐溶液；

将所述混合盐溶液、沉淀剂、络合剂和助剂加入上述技术方案所述的微格反应器内，在搅拌条件下进行共沉淀反应，得到镍钴锰前驱体；共沉淀反应中通过控制反应釜体系中固含量及搅拌速度使物料在反应釜筒体内形成涡流；

将所述镍钴锰前驱体陈化，洗涤，得到用于锂电池正极材料前驱体。

优选地，所述共沉淀反应的pH值为7～12；共沉淀反应的时间为10～120h；

所述陈化的时间为10～48h。