专利名称：三元材料前驱体专用反应釜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种反应釜，专用于生产一种新型锂离子电池正极Ni、Mn、Co三元材料前驱体[NiMnCo (OH) 2]的反应釜。
背景技术：
Ni、Mn、Co三元素系列锂离子正极材料(LiNiXMnyCoZ02)，是近些年来发展很快的新型锂电材料，具有很好的安全性能、较高的能量密度，且成本较低，作为正极的电池是电动汽车电池的有力竞争者。三元素系列锂离子正极材料的生产普便采用三元前驱体[NiMnCo (OH) 2]配锂烧结而制成的，因此前驱体的物化、结构性能直接影响到三元材料的性能。作为前驱体的反应釜必须要满足三元材料性能极其结构要求。现有反应釜主要存在以下问题1、反应釜存在结构上不足，对保护气体只能靠关闭出料口阀来实现密封，不能适应进料、出料的连续生产。2、釜体只设有四块挡板，安装两层搅拌器，导致反应料液入釜时混合速速慢、分散能力差，Ni、Mn、Co氢氧化物晶核生长混乱，元素不能均勻分布，无法达到均勻性强的固溶体，球形度差，振实密度达不到技术要求。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种能连续化生产三元材料前驱体NiMnCo (OH) 2，以及满足三元材料生产技术要求的专用反应釜。本实用新型采用的技术方案如下三元材料前驱体专用反应釜，包括釜体，所述釜体顶部设有电机，其特征在于，所述釜体内设有搅拌轴，搅拌轴顶端与电机连接，搅拌轴的底端与釜体底部的轴承支座连接。进一步，所述搅拌轴自上而下依次安装有三组四叶式平板搅拌桨、剪切搅拌桨，所述四叶式平板搅拌桨的桨叶上、下部均开有锯齿。较为完善的是，所述四叶式平板搅拌桨的桨径为釜径的1/3 2/3，桨叶宽为桨径的1/20 1/8，锯齿高度为10 20mm，锯齿间距为10 20_。较为完善的是，所述剪切搅拌桨的桨径为釜径的1/4 1/2，桨宽为桨径的1/8 1/4。进一步，所述剪切搅拌桨的下部还设有保护气体吹入环，保护气体吹入环的环面上部开有多个小孔。较为完善的是，所述小孔的直径为3 5mm，间距10 20mm。进一步，所述釜体内壁均勻分布有6块侧挡板，所述侧挡板的宽度为釜径的 1/20 1/10，长度为釜高的1/2 2/3 ；侧挡板上密布有锯齿，锯齿高为20 30mm，锯齿间距为20 30mm。[0016]进一步，所述釜体一侧开有溢流口，溢流口向釜体内壁下侧延伸300 500mm。进一步，所述釜体外层设有夹套，夹套的外层设有保温层，保温层的外层设有保护钢壳。较为完善的是，所述釜体顶部采用平圆封头，底部为锥形封头；所述釜体径高比为 1.5 2 1，釜体积为4 10立方米。本实用新型三元材料前驱体专用反应釜，可以满足三元材料前驱体生产的工艺要求，在搅拌、气体保护、溢流方式等方面均作了进一步的改进。反应料液入釜时混合速速快、 分散能力好，元素分布均勻，固溶体均勻性强，球形度好，振实密度等技术指标均达到优级。
为了便于本领域技术人员理解，
以下结合附图对实用新型作进一步的说明。图1是本实用新型的结构示意图。图2是侧挡板的俯视结构示意图。图3是四叶式平板搅拌桨的俯视结构示意图。图4是剪切搅拌桨的俯视结构示意图。图5是保护气体吹入环的俯视结构示意图。
具体实施方式
如图1-5所示，三元材料前驱体专用反应釜，釜体2顶部采用平圆封头，底部为锥形封头，釜体2径高比为1.5 2 1，釜体积为4 10立方米，釜体2外层设有夹套4，夹套4的外层设有保温层5，保温层5的外层设有保护钢壳。釜体2顶部设有电机1，釜体2内设有搅拌轴8，搅拌轴8顶端与电机1连接，搅拌轴8的底端与釜体2底部的轴承支座13连接。搅拌轴8自上而下依次安装有三组四叶式平板搅拌桨9、剪切搅拌桨10，四叶式平板搅拌桨9的桨叶上、下部均开有锯齿。四叶式平板搅拌桨9的桨径为釜径的1/3 2/3，桨叶宽为桨径的1/20 1/8，锯齿高度为10 20mm，锯齿间距为10 20mm。剪切搅拌桨10的桨径为釜径的1/4 1/2，桨宽为桨径的1/8 1/4，剪切搅拌桨具有高剪切力和很好的气液混合分散能力。剪切搅拌桨10的下部设有保护气体吹入环11，保护气体吹入环11的环面上部开有多个小孔12，小孔12的直径为3 5mm，间距10 20mm。釜体2内壁均勻分布有6块侧挡板3，侧挡板3的宽度为釜径的1/20 1/10，长度为釜高的1/2 2/3 ；侧挡板3上密布有锯齿，锯齿高为20 30mm，锯齿间距为20 30mm。釜体2 —侧开有溢流口 6，溢流口 6向釜体2内壁下侧延伸300 500mm，从而杜绝了保护气体通过溢流口 6的损失，保证了在连续化生产时保护气体气压的稳定性。釜体2上开有注料口 7，注料口 7通过注料管伸入釜体2内的底部。另外，反应釜还设有现有设备中常用的辅助装置，例如温度计安装口、PH计安装口、压力表安装口、排气孔、人孔、循环水出入口、循环水排污口以及釜体排污口等等。按一定比例配制的Ni、Mn、Co反应原料溶液、一定浓度的NaOH溶液、NH40H通过计量系统从釜顶部注料口注入，在底层搅拌桨的作用下，快速分散、混合，然后反应产生晶核， 晶核逐步长大，通过溢流口流出，这个过程连续进料、连续反应、连续溢流出料，实现连续生产。在注入反应料液的同时，不断通过保护气体吹入环向釜内反应体系吹入保护气体，并通过吹入量控制釜内保持一定的压力。 以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.三元材料前驱体专用反应釜，包括釜体，所述釜体顶部设有电机，其特征在于，所述釜体内设有搅拌轴，搅拌轴顶端与电机连接，搅拌轴的底端与釜体底部的轴承支座连接。
2.根据权利要求1所述的三元材料前驱体专用反应釜，其特征在于，所述搅拌轴自上而下依次安装有三组四叶式平板搅拌桨、剪切搅拌桨，所述四叶式平板搅拌桨的桨叶上、下部均开有锯齿。
3.根据权利要求2所述的三元材料前驱体专用反应釜，其特征在于，所述四叶式平板搅拌桨的桨径为釜径的1/3 2/3，桨叶宽为桨径的1/20 1/8，锯齿高度为10 20mm，锯齿间距为10 20mm。
4.根据权利要求2所述的三元材料前驱体专用反应釜，其特征在于，所述剪切搅拌桨的桨径为釜径的1/4 1/2，桨宽为桨径的1/8 1/4。
5.根据权利要求2所述的三元材料前驱体专用反应釜，其特征在于，所述剪切搅拌桨的下部还设有保护气体吹入环，保护气体吹入环的环面上部开有多个小孔。
6.根据权利要求5所述的三元材料前驱体专用反应釜，其特征在于，所述小孔的直径为3 5mm，间距10 20mm。
7.根据权利要求1所述的三元材料前驱体专用反应釜，其特征在于，所述釜体内壁均勻分布有6块侧挡板，所述侧挡板的宽度为釜径的1/20 1/10，长度为釜高的1/2 2/3 ； 侧挡板上密布有锯齿，锯齿高为20 30mm，锯齿间距为20 30mm。
8.根据权利要求1所述的三元材料前驱体专用反应釜，其特征在于，所述釜体一侧开有溢流口，溢流口向釜体内壁下侧延伸300 500mm。
9.根据权利要求1所述的三元材料前驱体专用反应釜，其特征在于，所述釜体外层设有夹套，夹套的外层设有保温层，保温层的外层设有保护钢壳。
10.根据权利要求1 9任何一项所述的三元材料前驱体专用反应釜，其特征在于，所述釜体顶部采用平圆封头，底部为锥形封头；所述釜体径高比为1.5 2 1，釜体积为4 10立方米。
专利摘要本实用新型涉及一种反应釜，专用于生产一种新型锂离子电池正极Ni、Mn、Co三元材料前驱体[NiMnCo(OH)2]的反应釜。三元材料前驱体专用反应釜，包括釜体，所述釜体顶部设有电机，其特征在于，所述釜体内设有搅拌轴，搅拌轴顶端与电机连接，搅拌轴的底端与釜体底部的轴承支座连接。本实用新型三元材料前驱体专用反应釜，可以满足三元材料前驱体生产的工艺要求，在搅拌、气体保护、溢流方式等方面均作了进一步的改进。反应料液入釜时混合速速快、分散能力好，元素分布均匀，固溶体均匀性强，球形度好，振实密度等技术指标均达到优级。
文档编号H01M4/525GK202191908SQ20112031073
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者孙卫华, 孙朝军, 李世辉, 王艳红, 王锡芬 申请人:安徽亚兰德新能源材料有限公司