一种类球形钴酸锂材料的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种类球形钴酸锂材料的制备工艺，包括如下步骤：原料配比、干式混合；压片造粒；一次焙烧；破粉、混合；二次焙烧；过筛、除铁、包装。本发明在于将干式混合的物料通过压片机进行压片造粒，物料在对辊辊轮的挤压下将空气排出，物料由蓬松状变的致密，从而提高物料的堆积密度。在使用压片后的物料进行一次烧结加料时，可以增加一次烧结的加料量，相同的烧结条件下，物料产出也明显增加。通过压片造粒可以增加钴酸锂的产能，另一方面也能降低生产成本。
【专利说明】一种类球形钴酸锂材料的制备工艺
【技术领域】
[0001 ] 本发明具体涉及一种类球形钴酸锂材料的制备工艺。
【背景技术】
[0002]目前，随着便携式电子设备如手机、笔记本电脑、数码相机等便携移动电子设备迅猛发展，能源市场对可再生的、高能量、长寿命的电池需求量越来越大。锂离子电池是迄今为止已经实用化的电池中电压最高、能量密度最大的电池，具有良好的发展前景。
[0003]但随着智能手机的迅猛发展，客户对钴酸锂材料的订单需求量和对材料的密度要求越来越高，所以进一步提高钴酸锂材料的单位产量和提升产品振实密度是钴酸锂进一步的发展方向。
[0004]鉴于此，确有必要对传统的钴酸锂工艺通过调整进行改性，使得钴酸锂的振实密度得以提高，同时又能够提高钴酸锂的单位产量，有利于降低成本。
【发明内容】
[0005]发明目的:本发明提供一种类球形钴酸锂材料的制备工艺，以解决现有技术中的产品振实密度偏低、粒度Dmin不稳定的技术问题，以及解决产能无法提升的技术问题。
[0006]技术方案:一种类球形钴酸锂材料的制备工艺，包括如下步骤: (1)、原料配比、干式混合:将氧化钴、碳酸锂、掺杂剂按50:25:1的重量比进行配比，混合后的L1、Co的摩尔比为0.9-1.5 ；
(2)、压片造粒:将混合后的材料投入进压片机装料仓，同时开启装料仓搅拌器、送料管内螺旋、对辊滚轮，在打开第一阀门，关闭第二阀门和第三阀门的状态下，装料仓内的搅拌器开始搅拌，在打开第二阀门，关闭第三阀门的状态下，物料通过螺旋进行输送，在打开第三阀门的状态下，物料通过对辊辊轮进行压片，压片机连续工作的状态下，对辊辊轮连续压片造粒，使得物料有膨松状变的密实，保证产品的造粒效果；
(3)、一次焙烧:将压片后的物料加入到电加热推板窑，窑炉内保持通气状态(空气或氧气)，控制焙烧温度:500° -1100。，焙烧时间:22h-42h ;
(4)、破粉、混合:上述物料经过降温，破粉后得到激光粒度Dmin:2.0-4.0m, D50:9.0-14.0 μ m的产品,破粉后物料安排进行用锥形混合罐进行混合60min-90min;
(5)、二次焙烧:将混合后的物料加入到电加热推板窑，控制焙烧温度:150°-700°，焙烧时间:16h-35h ；
(6)、过筛、除铁、包装:上述物料经降温后进行过筛、除铁、包装处理激光粒度Dmin:2.0-4.0ym、D50:11.0-14.0 μ m，振实密度> 2.65 g/cm3的类球形钴酸锂产品。
[0007]作为优化:压片机是一组料仓，料仓内设有搅拌器；料仓与对辊辊轮中间的料管，输送管内设有螺旋，用于物料旋转输送；对辊辊轮，下料管的设备。
[0008]作为优化:使用干混后材料最佳，同时压片机与物料接触面为非金属材质，通过压片后材料由疏松状变的致密，材料的密度、强度得到提高。[0009]作为优化:搅拌器转速设定区间为:80转/min-200转/min、对辊滚轮间距:
0.8mm~2.2mm、对棍滚轮转速:3 转 /min-15 转 /min。
[0010]有益效果:本发明在于将干式混合的物料通过压片机进行压片造粒，物料在对辊辊轮的挤压下将空气排出，物料由蓬松状变的致密，从而提高物料的堆积密度。在使用压片后的物料进行一次烧结加料时，可以增加一次烧结的加料量，相同的烧结条件下，物料产出也明显增加。通过压片造粒可以增加钴酸锂的产能，另一方面也能降低生产成本。
[0011]同时，物料经过压片后堆积密度得到提高，在经过窑炉烧结后密度会得到进一步提升，同时也会物料间团聚更加紧密，强度也会得到提高，后续进行破碎粉碎、混合、二次烧结、过筛、除铁、包装。在干混后增加压片工艺，既可以提高产品的振实密度和粒度Dmin，又可以增加钴酸锂的产能，从而降低生产成本。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。
[0013]具体实施例1:
一种类球形钴酸锂材料的制备工艺，包括如下步骤:
(1)、原料配比、干式混合:将氧化钴、碳酸锂、掺杂剂按50:25:1的重量比进行配比，混合后的L1、Co的摩尔比为0.9 ;
(2)、压片造粒:将混合后的材料投入进压片机装料仓，同时开启装料仓搅拌器、送料管内螺旋、对辊滚轮，在打开第一阀门，关闭第二阀门和第三阀门的状态下，装料仓内的搅拌器开始搅拌，在打开第二阀门，关闭第三阀门的状态下，物料通过螺旋进行输送，在打开第三阀门的状态下，物料通过对辊辊轮进行压片，压片机连续工作的状态下，对辊辊轮连续压片造粒，使得物料有膨松状变的密实，保证产品的造粒效果；其中，压片机是一组料仓，料仓内设有搅拌器；料仓与对辊辊轮中间的料管，输送管内设有螺旋，用于物料旋转输送；对辊辊轮，下料管的设备。使用干混后材料最佳，同时压片机与物料接触面为非金属材质，通过压片后材料由疏松状变的致密，材料的密度、强度得到提高。搅拌器转速设定区间为:80转/min、对棍滚轮间距:0.8mm、对棍滚轮转速:3转/min ；
(3 )、一次焙烧:将压片后的物料加入到电加热推板窑，窑炉内保持通气状态(空气或氧气)，控制焙烧温度:500。，焙烧时间:22h ；
(4)、破粉、混合:上述物料经过降温，破粉后得到激光粒度Dmin:2.0m, D50:9.0 μ m的产品，破粉后物料安排进行用锥形混合罐进行混合60min ；
(5)、二次焙烧:将混合后的物料加入到电加热推板窑，控制焙烧温度:150°，焙烧时间:16h ；
(6)、过筛、除铁、包装:上述物料经降温后进行过筛、除铁、包装处理激光粒度Dmin:
2.0ym、D50:11.0 μ m，振实密度> 2.65 g/cm3的类球形钴酸锂产品。
[0014]具体实施例2:
一种类球形钴酸锂材料的制备工艺，包括如下步骤:
(1)、原料配比、干式混合:将氧化钴、碳酸锂、掺杂剂按50:25:1的重量比进行配比，混合后的L1、Co的摩尔比为1.5 ；
(2)、压片造粒:将混合后的材料投入进压片机装料仓，同时开启装料仓搅拌器、送料管内螺旋、对辊滚轮，在打开第一阀门，关闭第二阀门和第三阀门的状态下，装料仓内的搅拌器开始搅拌，在打开第二阀门，关闭第三阀门的状态下，物料通过螺旋进行输送，在打开第三阀门的状态下，物料通过对辊辊轮进行压片，压片机连续工作的状态下，对辊辊轮连续压片造粒，使得物料有膨松状变的密实，保证产品的造粒效果；其中，压片机是一组料仓，料仓内设有搅拌器；料仓与对辊辊轮中间的料管，输送管内设有螺旋，用于物料旋转输送；对辊辊轮，下料管的设备。使用干混后材料最佳，同时压片机与物料接触面为非金属材质，通过压片后材料由疏松状变的致密，材料的密度、强度得到提高。搅拌器转速设定区间为:200转/min、对棍滚轮间距:2.2mm、对棍滚轮转速:15转/min ；
(3)、一次焙烧:将压片后的物料加入到电加热推板窑，窑炉内保持通气状态(空气或氧气)，控制焙烧温度:1100°，焙烧时间:42h ；
(4)、破粉、混合:上述物料经过降温，破粉后得到激光粒度Dmin:4.0m、D50:14.0 μ m的产品，破粉后物料安排进行用锥形混合罐进行混合90min;
(5)、二次焙烧:将混合后的物料加入到电加热推板窑，控制焙烧温度:700°，焙烧时间:35h ；
(6)、过筛、除铁、包装:上述物料经降温后进行过筛、除铁、包装处理激光粒度Dmin:
4.0ym、D50:14.0 μ m，振实密度> 2.65 g/cm3的类球形钴酸锂产品。
[0015]具体实施例3:
一种类球形钴酸 锂材料的制备工艺，包括如下步骤:
(1)、原料配比、干式混合:将氧化钴、碳酸锂、掺杂剂按50:25:1的重量比进行配比，混合后的L1、Co的摩尔比为1.3 ;
(2)、压片造粒:将混合后的材料投入进压片机装料仓，同时开启装料仓搅拌器、送料管内螺旋、对辊滚轮，在打开第一阀门，关闭第二阀门和第三阀门的状态下，装料仓内的搅拌器开始搅拌，在打开第二阀门，关闭第三阀门的状态下，物料通过螺旋进行输送，在打开第三阀门的状态下，物料通过对辊辊轮进行压片，压片机连续工作的状态下，对辊辊轮连续压片造粒，使得物料有膨松状变的密实，保证产品的造粒效果；其中，压片机是一组料仓，料仓内设有搅拌器；料仓与对辊辊轮中间的料管，输送管内设有螺旋，用于物料旋转输送；对辊辊轮，下料管的设备。使用干混后材料最佳，同时压片机与物料接触面为非金属材质，通过压片后材料由疏松状变的致密，材料的密度、强度得到提高。搅拌器转速设定区间为:150转/min、对棍滚轮间距:1.9mm、对棍滚轮转速:9转/min ；
(3)、一次焙烧:将压片后的物料加入到电加热推板窑，窑炉内保持通气状态(空气或氧气)，控制焙烧温度:900。，焙烧时间:29h ；
(4)、破粉、混合:上述物料经过降温，破粉后得到激光粒度Dmin:3.0m、D50:11.0 μ m的产品，破粉后物料安排进行用锥形混合罐进行混合SOmin ；
(5)、二次焙烧:将混合后的物料加入到电加热推板窑，控制焙烧温度:550°，焙烧时间:25h ；
(6)、过筛、除铁、包装:上述物料经降温后进行过筛、除铁、包装处理激光粒度Dmin:
3.0 μ m、D50:13.0 μ m，振实密度> 2.65 g/cm3的类球形钴酸锂产品。
【权利要求】
1.一种类球形钴酸锂材料的制备工艺，其特征在于:包括如下步骤: (1)、原料配比、干式混合:将氧化钴、碳酸锂、掺杂剂按50:25:1的重量比进行配比，混合后的L1、Co的摩尔比为0.9-1.5 ； (2)、压片造粒:将混合后的材料投入进压片机装料仓，同时开启装料仓搅拌器、送料管内螺旋、对辊滚轮，在打开第一阀门，关闭第二阀门和第三阀门的状态下，装料仓内的搅拌器开始搅拌，在打开第二阀门，关闭第三阀门的状态下，物料通过螺旋进行输送，在打开第三阀门的状态下，物料通过对辊辊轮进行压片，压片机连续工作的状态下，对辊辊轮连续压片造粒，使得物料有膨松状变的密实，保证产品的造粒效果； (3)、一次焙烧:将压片后的物料加入到电加热推板窑，窑炉内保持通气状态(空气或氧气)，控制焙烧温度:500° -1100。，焙烧时间:22h-42h ; (4)、破粉、混合:上述物料经过降温，破粉后得到激光粒度Dmin:2.0-4.0m, D50:9.0-14.0 μ m的产品,破粉后物料安排进行用锥形混合罐进行混合60min-90min; (5)、二次焙烧:将混合后的物料加入到电加热推板窑，控制焙烧温度:150°-700°，焙烧时间:16h-35h ； (6)、过筛、除铁、包装:上述物料经降温后进行过筛、除铁、包装处理激光粒度Dmin:2.0-4.0 μ m, D50:11.0-14.0 μ m，振实密度> 2.65 g/cm3的类球形钴酸锂产品。
2.根据权利要求1所述的类球形钴酸锂材料的制备工艺，其特征在于:压片机是一组料仓，料仓内设有搅拌器；料仓与对辊辊轮中间的料管，输送管内设有螺旋，用于物料旋转输送；对辊辊轮，下料管的设备。
3.根据权利要求1所述的类球形钴酸锂材料的制备工艺，其特征在于:作为优选，使用干混后材料最佳，同时压片机与物料接触面为非金属材质，通过压片后材料由疏松状变的致密，材料的密度、强度得到提高。
4.根据权利要求1所述的类球形钴酸锂材料的制备工艺，其特征在于:搅拌器转速设定区间为:80转/min-200转/min、对棍滚轮间距:0.8mm_2.2mm、对棍滚轮转速:3转/min-15 转 /min。
【文档编号】C01G51/00GK104016420SQ201410284568
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】周贵海, 李魁, 章建丰 申请人:南通瑞翔新材料有限公司