本發(fā)明屬于電池材料制造領(lǐng)域，具體涉及一種三元鋰電池正極材料前驅(qū)體的快速合成裝置。
背景技術(shù)：
鎳鈷錳氫氧化物是三元成品電池（鎳鈷錳酸鋰）的正極材料前驅(qū)體，三元鋰聚合物電池成本低廉,高克容量（>150mah/g),工作電壓與現(xiàn)有電解液匹配,安全性好，循環(huán)性優(yōu)良，克容量高等優(yōu)點?，F(xiàn)廣泛應用于小型電器、電動工具、電動汽車等領(lǐng)域。鎳鈷錳氫氧化物合成工序多采用獨立的反應釜進行反應，反應過程中粒徑未達標前物料由溢流口直接溢流成為不合格品，一直溢流至釜內(nèi)粒徑合格才能作為合格品。逐步有廠家制作簡易濃密槽與反應釜連接使物料從簡易濃密槽溢流，由于濃密槽內(nèi)無攪拌，可起到沉降顆粒作用，可減少顆粒流失，起到適當提高反應釜內(nèi)的固含量，但此法收率仍然欠佳，且反應時間長。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種三元鋰電池正極材料前驅(qū)體的快速合成裝置。
一種三元鋰電池正極材料前驅(qū)體的快速合成裝置，包括反應釜和濃密器，所述反應釜上有溢流口，所述溢流口與濃密器連通，濃密器底部經(jīng)過循環(huán)泵與反應釜相連，所述濃密器內(nèi)有濾棒，經(jīng)過濾棒的母液匯總后經(jīng)過流量計、氣動閥連接真空緩沖罐，所述真空緩沖罐上部與真空泵連接，底部與母液儲罐連接。
作為一種優(yōu)選所述反應釜底部還通過離心泵與濃密器頂部連接。
制備三元前驅(qū)體時，向反應釜內(nèi)進料，反應釜內(nèi)液位上升至溢流口后漿料溢流至濃密器內(nèi)，濃密器底部與循環(huán)泵連接，循環(huán)泵出口至反應釜內(nèi)，用于將濃密器內(nèi)漿料泵回反應釜內(nèi)。濃密器內(nèi)過濾部分的濾棒規(guī)律排布并匯總連接至真空緩沖罐，部分漿料經(jīng)濾棒過濾后將漿料中顆粒攔截在濃密器內(nèi)，濃縮后的漿料再通過循環(huán)泵泵回反應釜繼續(xù)反應，通過濾棒的母液則排至真空緩沖罐內(nèi)，真空緩沖罐與真空泵連通，真空泵持續(xù)運作保證緩沖罐內(nèi)負壓環(huán)境，持續(xù)對濃密器內(nèi)進行抽母液操作。真空緩沖罐內(nèi)積累的母液得到一定液位則排放至母液儲罐，然后進一步處理后排放。
所述濃密器內(nèi)的濾棒有氮氣管及純水管用于濾棒反吹再生。
所述反應釜還裝有測溫儀和ph計。
所述濃密器還裝有液位計。
本發(fā)明針對氫氧化鎳鈷錳三元前驅(qū)體在合成階段生長速度慢，收率低等問題，可起到增強濃密效果、大幅提高合成的三元流量，加快反應速度、提高合成階段的收率，從而提高產(chǎn)量、降低成本。
附圖說明
圖1，三元鋰電池正極材料前驅(qū)體的快速合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1-溢流口；2-反應釜；3-濃密器；4-真空泵；5-循環(huán)泵；6-攪拌電機；7-液位計；8-真空緩沖罐；9-濾棒；10-氣動閥；11-流量計；12-離心泵。
具體實施方式
如圖1所示，一種三元鋰電池正極材料前驅(qū)體的快速合成裝置，包括反應釜和濃密器，所述反應釜上有溢流口，所述溢流口與濃密器連通，濃密器底部經(jīng)過循環(huán)泵與反應釜相連，所述濃密器內(nèi)有濾棒，經(jīng)過濾棒的濾液匯總后經(jīng)過流量計、氣動閥連接真空緩沖罐，所述真空緩沖罐上部與真空泵連接，底部與濾液儲罐連接。
當濃密器負壓系統(tǒng)故障時，可啟動反應釜至濃密器泵，通過泵將釜內(nèi)漿料泵入濃密器進行正壓壓濾。
具體實施時，向反應釜內(nèi)進料，反應釜內(nèi)液位上升至溢流口后漿料溢流至濃密器內(nèi)。70-120g/l濃度的鎳鈷錳三元液、15-40wt%的naoh溶液、5-25wt%的氨水同時通過流量計勻速進料至反應釜內(nèi)，三元液流量控制在300-1500l/h,取樣檢測反應釜內(nèi)的ph控制在10.0-12.0，上清液中氨濃度2.0-12.0g/l，反應釜上的測溫儀自動控溫在40-70℃。當反應釜液位至反應釜與濃密器連接處時，反應釜內(nèi)液位溢流至體積為0.5-6.0m3的濃密器內(nèi)，當濃密器液位計顯示液位h1m時濃密器自控系統(tǒng)自動開啟濃密器攪拌（f=10-50hz），反應過程中濃密器攪拌持續(xù)運轉(zhuǎn)直至合格停機排料。當濃密器液位達到h2m時，開啟排母液氣動閥，此時真空緩沖罐（真空度控制在20~80kpa）與濃密器連通，真空緩沖罐通過負壓將濃密器內(nèi)母液抽離濃密器，當濃密器內(nèi)液位至h3m時排母液氣動閥自動關(guān)閉，停止抽母液。h1<h3<h2。若過程中濃密器負壓系統(tǒng)故障時，可啟動反應釜底部的離心泵，通過泵將釜內(nèi)漿料泵入濃密器內(nèi)，通過正壓進行壓濾排母液。如此循環(huán)，當合成過程中從反應釜取樣檢測粒徑至d50=9.0-20.0um時粒徑合格，停止進料，完成合成。反應時間較傳統(tǒng)的方式要短100-150%，收率可提高至99%。
生產(chǎn)過程中，母液在經(jīng)過濃密器內(nèi)的高精度濾棒后通過負壓將其排出，固體顆粒則留在了濃密器腔體內(nèi)，濃密器內(nèi)的攪拌能使得濃密器內(nèi)漿料呈均勻狀態(tài)，再經(jīng)過濃密器底部的循環(huán)泵將濃密器內(nèi)濃縮的漿料泵入反應釜內(nèi)正常反應體系繼續(xù)反應，直至合成出合格的前驅(qū)體產(chǎn)品，若過程中濃密器負壓系統(tǒng)故障時，可啟動反應釜至濃密器泵，通過泵將釜內(nèi)漿料泵入濃密器內(nèi)，通過正壓進行壓濾排母液。同一個系統(tǒng)可完成負壓抽濾為主，正壓壓濾為輔的多功能操作。濃密器的大過濾面積可完成反應體系大金屬溶液進料量，可提高反應速率，提高生產(chǎn)效率。濃密器的高精度濾棒可完成排母液攔截固體顆粒，完全解決了在反應過程中反應釜內(nèi)指標未合格前的溢流物料浪費問題，大大提高了收率和單位產(chǎn)量。