一种改性锰酸锂正极材料的制备方法与流程

本发明涉及锰酸锂的制备设备技术领域，具体为一种改性锰酸锂正极材料的制备方法。

背景技术：

锰酸锂以其锰资源丰富、成本低、安全性好、无环境污染、易制备等优点成为动力锂离子电池正极材料的首选，但阻碍动力电池型锰酸锂产业化能力形成的主要原因是其性能不够稳定，即其在充放电循环过程中，容量衰减较快，高温下尤其明显。目前，锰酸锂的主要方法可分为固相法和液相法两种。液相法如溶胶凝胶法，该方法广泛用于纳米陶瓷粉、薄膜和纤维涂层的制备。由于该方法可以实现反应物的原子级均匀混合，且合成温度低，因而制备产物的粒径多为纳米级，且均一性好、比表面积大、形态和组成易于控制。现有的溶胶凝胶法原理是多种金属阳离子能与有机酸形成螯合物，该螯合物可与多羟基酸聚合，从而形成阳离子均匀分布的固体聚合物前躯体，在真空条件下对前躯体进行热处理即可得到最终产物；但由于制备设备、焙烧设备等的限制，导致制备时间长、成本较高；且自动化程度不高，也不能很方便的对其进行清洗。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种改性锰酸锂正极材料的制备方法，具备加热效果较好、制备时间短，可节约能源，自动化程度高的优点，本发明采用一个焙烧室实现了凝胶的盛放、干燥和焙烧，设计巧妙、结构简单，且可节约成本，解决了现有技术中由于制备设备、焙烧设备等的限制，导致制备时间长、成本较高的问题；进一步的也能很方便的对其进行清洗。

本发明提供如下技术方案：一种改性锰酸锂正极材料的制备方法，一种改性锰酸锂正极材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

s1：首先供热室内的电加热器通过电进行发热，通过第二折板对容纳室内的锰酸锂凝胶进行间接的加热，当加热到一定温度时，温度监测器将信号传送至操作面板；

s2：使用者通过观察操作面板上的数据，根据需求对其进行下一步的操作，控制伸缩杆收缩，同时拉动上杆和下杆向伸缩杆方向靠拢，继而上杆带动隔板向下运动；

s3：焙烧完成后的粉体经过出料孔进入到气流研磨机内进行研磨，再在气流研磨机的气流作用下将研磨后的粉体通过输送管输送至焙烧室再次进行干燥和焙烧，第一折板用于供热室的气体排放，也用于容纳室的蒸汽收集和外排,第一折板用于供热室的气体排放，也用于容纳室的蒸汽收集和外排，进一步，第一折板、第二折板和第三折板上的间隙可以提供足够的燃烧空气，保证热源充分燃烧；

s4：操作完成之后，伸缩杆向下伸，推动上杆和下杆向外，直至把隔板向上推至于水平位置停止，打开水泵，通过水管将水抽至集水槽内，再通过喷头对焙烧室内进行清洗，出水孔将水输送至气流研磨机内对其进行清洗，清洗后的污水经排污孔排出装置外，最终完成改性锰酸锂正极材料的制备。

该制备方法适用于改性锰酸锂正极材料的制备装置中，该制备装置包括焙烧室、气流研磨机和底板，所述底板上表面与楔子下表面固定连接，所述楔子上表面与气流研磨机下表面两侧固定连接，所述气流研磨机上表面通过支撑柱与焙烧室下表面固定连接，所述焙烧室由导热板分为供热室和盛放锰酸锂凝胶的容纳室，所述导热板由第一折板、第二折板和第三折板组成，所述第一折板、第二折板和第三折板上均设置有间隙，所述第一折板和第三折板均向容纳室侧倾斜，所述第二折板向供热室侧倾斜，所述第二折板向供热室侧倾斜的一侧固定连接有电加热器，在所述容纳室内位于所述第二折板和第三折板的折弯处水平设置有可放置锰酸锂凝胶的隔板，所述隔板与导热板活动连接，所述隔板的一端与导热板铰接，所述隔板另一端通过设置在第三折板上的活动支撑杆支撑，所述支撑杆由上杆、下杆和伸缩杆组成，所述下杆下端与第三折板铰接，所述下杆上端与上杆下端铰接，所述上杆上端与隔板另一端铰接，所述下杆上端与上杆下端铰接处固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆另一端与隔板一侧的下部固定连接，所述容纳室一侧内壁位于隔板上方固定连接有温度监测器，所述容纳室底部设置有出料孔，且所述出料孔与气流研磨机相通，所述供热室和容纳室内壁上固定连接有多个喷头，所述焙烧室内部设置有集水槽，所述集水槽与喷头相通，所述底板左侧固定连接有水箱，所述水箱内部固定设置有水泵，所述水泵的出水端与水管的进水端固定连接，所述水管与供热室固定连接，所述气流研磨机一侧与输送管的一端固定连接，所述输送管的另一端与容纳室相通。

优选的，所述供热室底部设置有出水孔，且所述出水孔与气流研磨机相通。

优选的，所述电加热器外部设置有保护罩。

优选的，所述容纳室外表面一侧固定连接有操作面板。

优选的，所述楔子为带弧形形状设置。

优选的，所述底板底部固定连接有四个底座，且所述底座上均设置有弹簧。

优选的，所述支撑柱和楔子均设有四个。

优选的，所述气流研磨机底部设置有排污孔。

优选的，所述第三折板使得其对应的供热室形成了下端小、上端大的锥形区域，第二折板使得其对应的容纳室形成了下端小、上端大的锥形区域。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

1、该改性锰酸锂正极材料的制备方法，通过设置水箱、集水槽和喷头便于对该装置本体进行清洗。

2、该改性锰酸锂正极材料的制备方法，通过设置支撑杆、温度监测器和操作面板，方便对其进行操作，自动化程度高。

3、该改性锰酸锂正极材料的制备方法，通过设置导热板将焙烧室分隔成供热室和盛放锰酸锂凝胶的容纳室，焙烧室与研磨机直接连接，自动实现了焙烧、研磨、再焙烧的工艺，节省了人工，提高了生产效率；同时利用折弯的导热板，可对凝胶进行较为全面的加热，不仅加热均匀，而且加热效果较好，可节约能源；本发明采用一个焙烧室实现了凝胶的盛放、干燥和焙烧，设计巧妙、结构简单，且可节约成本。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明伸缩杆收缩时的工作状态图；

图中：1、焙烧室；1-1、供热室；1-2、容纳室；2、气流研磨机；3、底板；4、楔子；5、支撑柱；6、导热板；6-1、第一折板；6-2、第二折板；6-3、第三折板；7、电加热器；8、隔板；9、支撑杆；9-1、上杆；9-2、下杆；9-3、伸缩杆；10、温度监测器；11、出料孔；12、喷头；13、集水槽；14、水箱；15、水泵；16、水管；17、输送管；18、出水孔；19、保护罩；20、操作面板；21、底座；22、弹簧；23、排污孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种改性锰酸锂正极材料的制备方法，包括焙烧室1、气流研磨机2和底板3，底板3底部固定连接有四个底座21，且底座21上均设置有弹簧22，弹簧22的设置当该装置在工作时起到缓冲，减震的作用，有利于延长该装置的使用寿命；底板3上表面与楔子4下表面固定连接，楔子4为带弧形形状设置，设为弧形可以使楔子4支撑气流研磨机2更加稳固；楔子4上表面与气流研磨机2下表面两侧固定连接，气流研磨机2上表面通过支撑柱5与焙烧室1下表面固定连接，支撑柱5和楔子4均设有四个；焙烧室1由导热板6分为供热室1-1和盛放锰酸锂凝胶的容纳室1-2，供热室1-1底部设置有出水孔18，且出水孔18与气流研磨机2相通，出水孔18方便水流入气流研磨机2中，对其进行冲洗；导热板6由第一折板6-1、第二折板6-2和第三折板6-3组成，第一折板6-1、第二折板6-2和第三折板6-3上均设置有间隙，第一折板6-1和第三折板6-3均向容纳室1-2侧倾斜，第三折板6-3使得其对应的供热室1-1形成了下端小、上端大的锥形区域，有利于将热量导入容纳室1-2，第二折板6-2使得其对应的容纳室1-2形成了下端小、上端大的锥形区域，有利于盛放凝胶，同时倾斜的第二折板6-2，方便供热室加热，可提高加热效果；第二折板6-2向供热室1-1侧倾斜，第二折板6-2向供热室1-1侧倾斜的一侧固定连接有电加热器7，容纳室1-2内位于第二折板6-2和第三折板6-3的折弯处水平设置有可放置锰酸锂凝胶的隔板8，隔板8与导热板6活动连接，隔板8的一端与导热板6铰接，隔板8另一端通过设置在第三折板6-3上的活动支撑杆9支撑，支撑杆9由上杆9-1、下杆9-2和伸缩杆9-3组成，下杆9-2下端与第三折板6-3铰接，下杆9-2上端与上杆9-1下端铰接，上杆9-1上端与隔板8另一端铰接，下杆9-2上端与上杆9-1下端铰接处固定连接有伸缩杆9-3，伸缩杆9-3另一端与隔板8一侧的下部固定连接，容纳室1-2一侧内壁位于隔板8上方固定连接有温度监测器10，电加热器7外部设置有保护罩19，防止水对电加热器7造成损坏，延长电加热器7的使用寿命；容纳室1-2底部设置有出料孔11，且出料孔11与气流研磨机2相通，容纳室1-2外表面一侧固定连接有操作面板20，当容纳室1-2内的锰酸锂凝胶的温度加热到一定温度时，温度监测器10会将信号传输给操作面板20，手动操作操作面板20即可对其进行下一步操作；供热室1-1和容纳室1-2内壁上固定连接有多个喷头12，焙烧室1内部设置有集水槽13，集水槽13与喷头12相通，底板3左侧固定连接有水箱14，水箱14内部固定设置有水泵15，水泵15的出水端与水管16的进水端固定连接，水管16与供热室1-1固定连接，气流研磨机2一侧与输送管17的一端固定连接，气流研磨机2底部设置有排污孔23，有利于排出污水；输送管17的另一端与容纳室1-2相通。

工作时，首先供热室1-1内的电加热器7通过电进行发热，通过第二折板6-2对容纳室1-2内的锰酸锂凝胶进行间接的加热，当加热到一定温度时，温度监测器10将信号传送至操作面板20；

使用者通过观察操作面板20上的数据，根据需求对其进行下一步的操作，控制伸缩杆9-3收缩，同时拉动上杆9-1和下杆9-2向伸缩杆9-3方向靠拢，继而上杆9-1带动隔板8向下运动，焙烧完成后的粉体经过出料孔11进入到气流研磨机2内进行研磨，再在气流研磨机2的气流作用下将研磨后的粉体通过输送管17输送至焙烧室1再次进行干燥和焙烧，第一折板6-1用于供热室1-1的气体排放，也用于容纳室1-2的蒸汽收集和外排,第一折板6-1用于供热室1-1的气体排放，也用于容纳室1-2的蒸汽收集和外排，进一步，第一折板6-1、第二折板6-2和第三折板6-3上的间隙可以提供足够的燃烧空气，保证热源充分燃烧，也可以直接将热量作用于凝胶，利用折弯的导热板，可对凝胶进行较为全面的加热，不仅加热均匀，而且加热效果较好，可节约能源，本发明采用一个焙烧室实现了凝胶的盛放、干燥和焙烧；

操作完成之后，伸缩杆9-3向下伸，推动上杆9-1和下杆9-2向外，直至把隔板8向上推至于水平位置停止，打开水泵15，通过水管16将水抽至集水槽13内，再通过喷头12对焙烧室1内进行清洗，出水孔18将水输送至气流研磨机2内对其进行清洗，清洗后的污水经排污孔23排出装置外。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。