一种制备钛酸锂前驱体的反应装置的制作方法

本实用新型涉及化工设备技术领域，特别涉及一种制备钛酸锂前驱体的反应装置。

（二）

背景技术：

以钛酸锂为负极的电池具有快充性能、长寿命、高安全性等优点，尤其是最近几年获得了资本市场的青睐。但是该材料的电子电导率低，组装的钛酸锂电池易胀气，实际应用中多是通过元素掺杂或者表面碳包覆来解决上述劣势。目前，元素掺杂钛酸锂多是通过固相混合再结合后焙烧处理获得，这势必会造成掺杂元素的分布不匀均，同时材料的粒度分布、形貌、比表面积等关键物性参数很难得到一致性控制；碳或者碳纳米管、石墨烯等包覆钛酸锂多是采用后处理的方法获得，材料的制备过程复杂、增加成本，同时很难有效的做到可控包覆。这将会影响产品质量，影响极片加工性能、电池的电化学性能，无法满足实际应用要求。

（三）

技术实现要素：

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、自动化程度高、产品品质好的制备钛酸锂前驱体的反应装置。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种制备钛酸锂前驱体的反应装置，包括反应釜，其特征在于：所述反应釜顶部安装有进料口、防爆阀、压力表、进气口和出气口，反应釜内部安装有搅拌器，反应釜通过螺栓设置在加热系统内部。

本实用新型在反应釜顶部设置防爆阀和压力表，用以监测反应釜内压力，且通过搅拌器的设置有效预防掺杂或包覆元素分布不均，实现了原材料在分子级水平的均匀混合，从而解决了钛酸锂产品粒径较大且不均匀、实验重复性差的问题，同时可以通过进料口控制进料速度，自动化程度高，成本低，可用于批量生产钛酸锂前驱体。

本实用新型的更优技术方案为：

所述反应釜内表面上设置有聚四氟乙烯涂层，反应釜内安装有测温仪一，用于检测反应温度。

所述反应釜的顶部安装有连通其内部的视镜，用以观察反应釜内的状况。

所述加热系统包括加热仓，加热仓内设置有测温仪二，且加热仓外表面设置有保温层；通过加热系统对反应釜进行加热，可以根据反应温度的要求，在加热仓内放置水或者二甲基硅油等。

所述搅拌器为聚四氟乙烯材料，转速可以高达900r/min，通过此搅拌器实现物料的均匀混合。

本实用新型采用不锈钢管线连接各接口，可以制备Nb、Zr、Ag、Y、La、V等掺杂的钛酸锂，也可以制备碳、碳纳米管、石墨烯单一或者复合包覆的钛酸锂。

本实用新型能有效地预防碳纳米管进料过程中的团聚沉淀，从而解决了产品粒径较大且不均匀、实验重复性差的问题；可以控制进料速度，操作方便，自动化程度高，生产成本低，可用于大规模批量生产碳纳米管与氧化物复合材料；工艺简单，环境友好，安全性高，能耗低，实验重复性差。

（四）附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型加热系统的结构示意图；

图3为本实用新型搅拌器的结构示意图。

图中，1防爆阀，2压力表，3进气口，4聚四氟乙烯涂层，5保温层，6测温仪一，7视镜，8进料口，9出气口，10螺栓，11搅拌器，12加热系统，13测温仪二，14反应釜。

（五）具体实施方式

附图为本实用新型的一种具体实施例。该实施例包括反应釜，所述反应釜14顶部安装有进料口8、防爆阀1、压力表2、进气口3和出气口9，反应釜14内部安装有搅拌器11，反应釜14通过螺栓10设置在加热系统12内部；所述反应釜14内表面上设置有聚四氟乙烯涂层4，反应釜14内安装有测温仪一6；所述反应釜14的顶部安装有连通其内部的视镜7；所述加热系统12包括加热仓，加热仓内设置有测温仪二13，且加热仓外表面设置有保温层5。

通过进料口8将物料加入到反应釜14内，反应釜14采用内衬聚伺服乙烯涂层4的结构，反应釜14内配备有测温仪一6，用以监测反应温度。通过进气口3和出气口9维持反应釜14内的反应气氛及反应压力，同时反应产生的气体也通过出气口9集中处理。加热系统12包括加热仓、测温仪二13、保温层5等，通过加热系统12对反应釜14进行加热，可以根据反应温度的要求，加热仓内放置水或者二甲基硅油等，液体进料管线为ϕ12不锈钢管线，气体管线为ϕ6不锈钢管线。

如附图2所示的加热系统12，通过进样口向加热仓内注入水或者二甲基硅油，采用蒸汽加热可以保证反应釜14受热均匀，加热仓外有保温层5，内有测温仪二13。

如附图3所示，搅拌器11为聚四氟乙烯材料，转速可以高达900 r/min，通过此搅拌器11实现物料的均匀混合。

首先通过物料进口将需要掺杂元素的盐溶液及锂盐溶液引入反应釜14，再将钛白粉引入反应釜14内，若得到碳或者碳纳米管、石墨烯包覆的钛酸锂，需要将碳纳米管或者石墨烯浆料引入反应釜14。再通过出气口9将反应釜14内空气抽净，通过进气口3导入反应气氛气体，关闭进、出气口。开启搅拌器11，开启加热系统12，设定反应温度，在一定的转速下在反应温度下进行反应。反应结束后，关闭加热系统12，开启出气口9，放出气体并进行收集，通过进气口3用空气对反应釜14内气体进行置换，常压下放出反应釜14内反应产物，即可得到钛酸锂的前驱体。