专利名称：锂电池正极或负极制备原料的混合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种锂电池正极或负极制备原料的混合装置，尤其是ー种使用固相合成法的锂电池正极或负极制备原料的混合装置。
背景技术：
锂离子电池的生产是新兴的行业，具有广阔的发展前景。固相合成法是ー种制备锂离子电池正(负)极材料的重要方法。以锰酸锂正极材料的制备过程为例，将Li2CO3与MnO2原料颗粒混合，在500-900°C的高温煅烧数小时，即可得到锰酸锂。以LiCoO2正极材料的制备过程为例，将碳酸锂Li2CO3和钴的氧化物(如碳酸钴CoCO3、碱式碳酸钴 2CoC03 3Co (OH)2 3H20、氧化亚钴CoO、氧化钴Co2O3或Co3O4等)颗粒按比例混合，在空气气氛下500-900°C煅烧若干小时固相热合成制备而成。以钛酸锂负极材料的制备过程为例，将碳酸锂Li2CO3和钛的氧化物(如Ti2O, TiO, Ti2O3, Ti3O5, Ti4O7, TiO2，碳酸钛、碱式碳酸钛等)颗粒按比例混合，在空气气氛下500-900°C煅烧若干小时固相热合成制备而成。固相合成法的主要优势在于エ艺十分简单，制备条件容易控制，然而此方法的产物存在以下缺点物相不均匀、晶粒无规则形状、晶界尺寸较大、粒度分布范围宽且煅烧时间较长。另外，固相反应合成法所得产物的电化学性能很差，这是由于制备原料未充分接触，导致了产物局部结构的非均一性所造成的。目前较为成熟的固相合成法中颗粒混合过程主要是将ニ至四种粒径为0. 1-100 u m锂电池正(负)极制备原料加入装有玛瑙球的球磨机中混合，经过3-5小时后从球磨机中排出。其制备エ艺落后，自动化程度低，设备占地面积大，无法实现连续操作。
发明内容本实用新型的目的是提供一种锂电池正极或负极制备原料的混合装置，解决原有设备自动化程度低、设备占地面积大、无法实现连续操作的缺陷，能够高效、低能耗并能够实现连续混合生产。本实用新型的目的是以如下方式实现的它主要由流化床、螺旋给料器、振动电机、螺旋搅拌叶片、螺旋搅拌电机以及沉降室组成，流化床下部设有螺旋给料器；流化床中部设有振动电机；流化床上部内设有螺旋搅拌叶片，螺旋搅拌叶片顶部与螺旋搅拌电机相连；流化床顶部与沉降室相连；沉降室内设有旋风分离器与布袋除尘器，旋风分离器与布袋除尘器与沉降室外侧的风机相连；流化床下端设有通气ロ，通气ロ通入不与锂电池正极或负极制备原料反应的流化风，沉降室下端设有物料出ロ。流化床下部设置两台或三台及三台以上螺旋给料器，一般不超过六台；当设有两台螺旋给料器时，两台螺旋给料器对称布置，给料方向均向几何中心方向；当设有三台及三台以上螺旋给料器吋，各个螺旋给料器均匀布置于流化床下部外表面，给料方向均偏离几何中心方向，在流化床内形成漩涡。振动电机均匀布置于流化床中部外表面。[0007]在正极或负极制备原料的混合阶段，本实用新型通过流化床实现了正极或负极制备原料连续地混合。与目前利用球磨机实现混合过程的エ艺相比，省略了由于使用磨球机所帯来的停机加料，排料过程。同时又避免了球磨机中玛瑙球残渣混入正极或负极制备原料而导致正极或负极制备原料纯度下降的问题。在提高生产效率的同时也提高了质量。本实用新型能够获得更为快速、更为均匀的混合效果。在流化床下部，螺旋给料器的给料方向采用了对冲或漩涡形式能有效地强化正极或负极制备原料的混合效果，而流化床中部布置的振动电机，能够使流化床内流态化均匀，无死空隙和吹穿现象，同样可以获得均匀的混合效果。配合流化床上部的螺旋搅拌叶片，整个装置可以实现流化床内正极或负极制备原料的径向、环向、轴向三向运动，形成复合循环。相比于球磨机3-5小时的混合时间，本实用新型能够在极短的时间内达到均匀混合。另外，振动电机以及螺旋搅拌叶片能够 大大降低颗粒团聚，结块的可能，解决了由于局部结构的非均一性导致的电化学性能下降的问题。综上所述，本实用新型混合能力强，速度快，能耗低，自动化程度高，可密封操作，使其更为适应大规模エ业生产的要求。
图I是本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的双螺旋给料器布置简图。图3为本实用新型的三个螺旋给料器布置简图。
具体实施方式
參照图I，本实用新型由流化床I、螺旋给料器2、振动电机3、螺旋搅拌叶片4、螺旋搅拌电机5以及沉降室8组成，流化床I下部设有螺旋给料器2 ;流化床I中部设有振动电机3 ;流化床上部内设有螺旋搅拌叶片4，螺旋搅拌叶片4顶部与螺旋搅拌电机5相连；流化床I顶部与沉降室8相连；沉降室8内设有旋风分离器与布袋除尘器6，旋风分离器与布袋除尘器6与沉降室8外侧的风机7相连。锂电池正(负)极制备原料的粒径为0. 1-100 u m,流化床I下端设有通气ロ A，通气ロ A通入不与锂电池正(负)极制备原料反应的流化风。參照图2，当设有两台螺旋给料器2时，第一给料器2-1和第二给料器2-2对称布置，给料方向均向几何中心方向；參照图3，当设有三台螺旋给料器2时，第一给料器2-1、第二给料器2-2和第三给料器2-3均匀布置于流化床I下部外表面，给料方向均偏离几何中心方向，在流化床I内形成漩涡。振动电机3均匀布置于流化床I中部外表面。沉降室8下端设有物料出口 B。实施例I将粒径为0. 1-100 U m碳酸锂和ニ氧化锰分别由第一给料器2-1和第二给料器2_2加入流化床1，第一给料器2-1和第二给料器2-2为对称布置，给料方向均向流化床I的几何中心，见图2。向流化床I底端A通入氮气，进入流化床I的碳酸锂和锰的含氧化合物在流化床I中流化并充分混合，经过振动电机3以及螺旋搅拌叶片4后，进入沉降室8。流化气体经旋风分离器与布袋除尘器6后由风机7排出混合装置。混合完成的碳酸锂及锰的含氧化合物混合物在沉降室8的物料出ロ B排出。[0016]实施例2将粒径为0. 1-100 U m碳酸锂、钛的含氧化合物分别由第一给料器2-1和第二给料器2-2加入流化床1，第一给料器2-1和第二给料器2-2为对称布置，给料方向均向流化床I的几何中心，见图2。向流化床I底端A通入氮气，进入流化床I的碳酸锂、钛的含氧化合物在流化床I中流化并充分混合，经过振动电机3以及螺旋搅拌叶片4后，进入沉降室8。流化气体经旋风分离器与布袋除尘器6后由风机7排出混合装置。混合完成的碳酸锂、钛的含氧化合物混合物由物料出ロ B排出。实施例3将粒径为0. 1-lOOym碳酸锂、磷酸铁(或亚磷酸鉄)、还原剂分别由第一给料器 2-1、第二给料器2-2和第三给料器2-3加入流化床1，第一给料器2-1、第二给料器2-2和第三给料器2-3为均匀布置，给料方向均偏离流化床I的几何中心，见图3。向流化床I底端A通入氮气，进入流化床I的碳酸锂、磷酸铁(或亚磷酸鉄)、还原剂在流化床I中流化并充分混合，经过振动电机3以及螺旋搅拌叶片4后，进入沉降室8。流化气体经旋风分离器与布袋除尘器6后由风机7排出混合装置。混合完成的碳酸锂、磷酸铁(或亚磷酸鉄)、还原剂混合物在沉降室8的物料出ロ B排出。
权利要求1.一种锂电池正极或负极制备原料的混合装置，其特征在于它主要由流化床(I)、螺旋给料器(2)、振动电机(3)、螺旋搅拌叶片(4)、螺旋搅拌电机(5)以及沉降室(8)组成，流化床(I)下部设有螺旋给料器(2);流化床(I)中部设有振动电机(3);流化床(I)上部内设有螺旋搅拌叶片(4)，螺旋搅拌叶片(4)顶部与螺旋搅拌电机(5)相连；流化床(I)顶部与沉降室(8)相连；沉降室(8)内设有旋风分离器与布袋除尘器(6)，旋风分离器与布袋除尘器(6 )与沉降室(8 )外侧的风机(7 )相连；流化床(I)下端设有通气ロ( A)，沉降室(8 )下端设有物料出口(B)。
2.根据权利要求I所述的锂电池正极或负极制备原料的混合装置，其特征在于流化床(I)下部设置两台或三台及三台以上螺旋给料器(2);当设有两台螺旋给料器(2)吋，两台螺旋给料器(2)对称布置，给料方向均向几何中心方向；当设有三台及三台以上螺旋给料器(2)时，各个螺旋给料器(2)均匀布置于流化床(I)下部外表面，给料方向均偏离几何中心方向。
3.根据权利要求I所述的锂电池正极或负极制备原料的混合装置，其特征在于振动 电机(3)均勻布置于流化床(I)中部外表面。
专利摘要一种锂电池正极或负极制备原料的混合装置，它主要由流化床、螺旋给料器、振动电机、螺旋搅拌叶片、螺旋搅拌电机以及沉降室组成，流化床下部设有螺旋给料器；流化床中部设有振动电机；流化床上部内设有螺旋搅拌叶片，螺旋搅拌叶片顶部与螺旋搅拌电机相连；流化床顶部与沉降室相连；沉降室内设有旋风分离器与布袋除尘器，旋风分离器与布袋除尘器与沉降室外侧的风机相连；流化床下端设有通气口，通气口通入不与锂电池正极或负极制备原料反应的流化风，沉降室下端设有物料出口。本实用新型混合能力强，速度快，能耗低，自动化程度高，可密封操作，使其更为适应大规模工业生产的要求。
文档编号B01D50/00GK202387422SQ201120520320
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者向文国, 李俊峰, 段钰锋, 王岳, 蒋永乐, 蒋永善, 贺兆书 申请人:济宁市无界科技有限公司