本實(shí)用新型涉及鋰離子二次電池正極材料領(lǐng)域，特別地，涉及一種連續(xù)生產(chǎn)三元前驅(qū)體的反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

目前商業(yè)化的鋰離子電池正極材料主要有鈷酸鋰(LiCoO₂)、尖晶石錳酸鋰(LiMn₂O₄)、鎳鈷錳三元材料和磷酸鐵鋰等，其中鋰離子正極材料中的鎳鈷錳三元材料發(fā)展十分迅猛，由于鎳鈷錳的協(xié)同效應(yīng)，鎳鈷錳三元正極材料綜合了鎳酸鋰(LiNiO₂)、LiCoO₂、LiMn₂O₄三種材料的優(yōu)點(diǎn)，其電化學(xué)性能優(yōu)于以上LiNiO₂、LiCoO₂、LiMn₂O₄中任何單一組分正極材料，具有高比容量、成本較低、循環(huán)性能穩(wěn)定、安全性能較好等特點(diǎn)。因此所述的鎳鈷錳三元正極材料的開發(fā)成為鋰離子電池正極材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

三元材料性能的好壞主要取決于三元前驅(qū)體的品質(zhì)。目前，普遍采用共沉淀法制備鎳鈷錳三元前驅(qū)體，尤其是采用連續(xù)反應(yīng)釜制備鎳鈷錳三元前驅(qū)體，但采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備和工藝連續(xù)制備三元前驅(qū)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多的小顆粒，產(chǎn)品粒度均一性差，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的品質(zhì)。在后續(xù)處理過程中小顆粒比較難分離，且即使在產(chǎn)品的后續(xù)處理中除掉小顆粒，也會(huì)造成產(chǎn)品的浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本。

對(duì)于三元前驅(qū)體共沉淀工藝，使用普通的反應(yīng)裝置是避免不了小顆粒的產(chǎn)生，因此，這就有必要開發(fā)特殊的反應(yīng)裝置，解決連續(xù)制備三元材料前驅(qū)體過程中產(chǎn)生的小顆粒問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于提供一種連續(xù)反應(yīng)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中三元前驅(qū)體小顆粒的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種連續(xù)反應(yīng)裝置，包括第一反應(yīng)釜、第二反應(yīng)釜和與兩個(gè)反應(yīng)釜相連接的旋液分離器。

進(jìn)一步地，所述的旋液分離器包括圓筒和錐筒上下兩部分，旋液分離器內(nèi)設(shè)置內(nèi)流管，圓筒上側(cè)設(shè)置進(jìn)料管和溢流管，錐筒底部設(shè)置底流管。

進(jìn)一步地，第一反應(yīng)釜底部設(shè)有第一出料管，與旋液分離器的進(jìn)料管相連接。

進(jìn)一步地，第一出料管連接有第二出料管。

進(jìn)一步地，第一反應(yīng)釜設(shè)有第一回料管，與旋液分離器的底流管相連接。

進(jìn)一步地，第二反應(yīng)釜設(shè)有第二回料管，與旋液分離器的溢流管相連接。

進(jìn)一步地，第二反應(yīng)釜底部設(shè)有第三出料管，與第一反應(yīng)釜的第一回料管相連接，從而實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)反應(yīng)釜之間的連接。

進(jìn)一步地，各連接管路間設(shè)有閥或/和隔膜泵。

第一反應(yīng)釜通過管道與旋液分離器進(jìn)料口連接，含固體顆粒的液體進(jìn)入旋液分離器后受壓力和重力的作用，含大顆粒較濃液體從旋液分離器底流口流出通過回流管流入第一反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)，粒度合格后可通過排料管排出；含很小顆粒液體從旋液分離器上端溢流口通過回流管流入第二反應(yīng)釜繼續(xù)反應(yīng)生長，第一反應(yīng)釜與第二反應(yīng)釜通過管道相連接，第一反應(yīng)釜合格物料排空后，將第二反應(yīng)釜的小顆粒物料泵入第一反應(yīng)釜連續(xù)反應(yīng)。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型在兩個(gè)反應(yīng)釜中連接旋液分離器，三者之間相互連接，可連續(xù)生產(chǎn)反應(yīng)，通過旋液分離器將大小顆粒分離，實(shí)驗(yàn)了小顆粒物料的再利用，并提高了物料的固含量，減小了產(chǎn)品的粒徑分布。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選具體實(shí)施方式三元前驅(qū)體反應(yīng)裝置示意圖。

圖2是圖1中旋液分離器的放大示意圖：

圖中，100、第一反應(yīng)釜；110、第一出料管；111、第一閥；112、第一隔膜泵；120第二出料管；121、第二閥；130、第一回料管；131、第三閥；200、旋液分離器；210進(jìn)料管；220圓筒；230、錐筒；240、底流管； 250溢流管；260內(nèi)流管；300、第二反應(yīng)釜；310第二回料管；320第三出料管；321、第二隔膜泵；322、第四閥。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型并不限于此。

參見圖1，本實(shí)用新型提供的三元前驅(qū)體反應(yīng)裝置包括第一反應(yīng)釜100、第二反應(yīng)釜300與兩個(gè)反應(yīng)釜相連的旋液分離器200。兩個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置、進(jìn)料管和進(jìn)氣管(圖中未示出)。反應(yīng)釜安裝于支架(圖中未示出)上，支架放置于地面上。

作為優(yōu)選地，旋液分離器200包括圓筒220和錐筒230上下兩部分，旋液分離器200內(nèi)設(shè)置內(nèi)流管260，圓筒220上側(cè)設(shè)置進(jìn)料管210和溢流管250，錐筒230底部設(shè)置底流管240。含有固體顆粒的液體從圓筒220上側(cè)的進(jìn)料管210以切線方向進(jìn)入后，按螺旋形路線向器底旋轉(zhuǎn)，到達(dá)錐筒230底部后折向上進(jìn)入內(nèi)流管260，成為內(nèi)層的上旋流動(dòng)，然后從頂部中央的出料管排出。液體中較大的固體顆粒隨著液體的旋轉(zhuǎn)被逐漸甩向器壁落下滑向底部錐形底流管240排出，含有很細(xì)顆粒的液體隨著旋流體從頂部中心溢流管250排出。

更優(yōu)選地，第一反應(yīng)釜100底部設(shè)有第一出料管110與旋液分離器200的進(jìn)料管210相連接。

更優(yōu)選地，第一反應(yīng)釜100的第一出料管110與第二出料管120相連接。

更優(yōu)選地，第一出料管110與旋液分離器200的進(jìn)料管210相連接的管路間設(shè)有第一閥111，與第二出料管120相連接的管路間設(shè)置第二閥121，用以控制懸液流量和流向，第一出料管110設(shè)有第一隔膜泵112用以提供動(dòng)力和壓力。

更優(yōu)選地，第一反應(yīng)釜100的第一回料管130與旋液分離器200的進(jìn)料管210相連接，第一反應(yīng)100與旋液分離器200形成了一個(gè)回路。

更優(yōu)選地，第二反應(yīng)釜300的第三出料管320與第一反應(yīng)釜100的第一回料管130相連接，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)反應(yīng)釜間的連接。

更優(yōu)選地，第一回料管130與旋液分離器200的進(jìn)料管210相連接的管路間設(shè)有第三閥131，與第三出料管320相連接的管路間設(shè)有第四閥322，用以控制懸液流量和流向，第二反應(yīng)釜300的第三出料管320設(shè)有第二隔膜泵321用以提供動(dòng)力。

更優(yōu)選地，第二反應(yīng)釜300的第二回料管與旋液分離器200的溢流管250相連接，實(shí)現(xiàn)了第二反應(yīng)釜300與旋液分離器200的連接。

使用時(shí)，第一反應(yīng)釜反應(yīng)一段時(shí)間后，開啟出料管110連接管路上的第一閥111，第一隔膜泵112，同時(shí)關(guān)閉第三閥121，第四閥322。在第一隔膜泵112的壓力下含有固體顆粒的液體從圓筒220上側(cè)的進(jìn)料管210以切線方向進(jìn)入旋液分離器200后，按螺旋形路線向器底旋轉(zhuǎn)，到達(dá)錐筒230底部后折向上進(jìn)入內(nèi)流管260，成為內(nèi)層的上旋流動(dòng)，然后從頂部中央的出料管排出。液體中較大的固體顆粒隨著液體的旋轉(zhuǎn)被逐漸甩向器壁落下滑向底部錐形底流管240流向第一回流管130，最終回流到第一反應(yīng)器100繼續(xù)反應(yīng)，提高了第一反應(yīng)器100中懸液的固含量，減小了顆粒的粒徑分布，提高了產(chǎn)品顆粒的均一度；含有很細(xì)顆粒的液體隨著旋流體從頂部中心溢流管250排出流入第二回流管310，進(jìn)入第二反應(yīng)器300，小顆粒在第二反應(yīng)器300內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)生長，實(shí)現(xiàn)了小顆粒的再利用。

根據(jù)具體要求，當(dāng)顆粒粒徑達(dá)到目標(biāo)要求后，將第一反應(yīng)器100的物料排出處理，這時(shí)，關(guān)閉第一閥111、第三閥131的同時(shí)打開第二閥121，將第一反應(yīng)器100的物料通過第二出料管120排入物料處理裝置進(jìn)行處理，處理完后，關(guān)閉第二閥121的同時(shí)關(guān)閉第一隔膜泵112，打開第二隔膜泵321與第四閥322，將第二反應(yīng)器300的部分或全部小顆粒物料泵入第一反應(yīng)器100，而后關(guān)閉開第二隔膜泵321與第四閥322，打開第一隔膜泵112、第一閥111、第 三閥131，繼續(xù)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行，解決了三元前驅(qū)體連續(xù)生產(chǎn)中小顆粒的技術(shù)問題。

本實(shí)用新型提供的裝置：通過兩個(gè)反應(yīng)釜、旋液分離器，三者之間相互連接，可連續(xù)生產(chǎn)反應(yīng)，通過旋液分離器將大小顆粒分離，提高了連續(xù)式生產(chǎn)三元前驅(qū)體產(chǎn)品顆粒的均一度，實(shí)現(xiàn)了小顆粒物料的再利用，提高了物料的固含量。

本實(shí)用新型提供的裝置可根據(jù)實(shí)際情況，切換各閥門控制懸液的流量和流向。

本實(shí)用新型提供的連續(xù)反應(yīng)裝置不僅僅適用于生產(chǎn)三元前驅(qū)體，還可以用于生產(chǎn)各類需消除小顆粒、減小粒徑分布的、提高固含量的物料。固體為顆粒態(tài)的各類物料均可。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。