一种氧化亚钴包覆铝加工工艺及装置的制作方法

本发明属于氧化亚钴包覆铝生产，尤其涉及一种氧化亚钴包覆铝加工工艺及装置。

背景技术：

1、锂离子电池作为动力电池和储能可转化电池得到广泛应用，同时它还是一种可充循环使用的新型环保新能源材料，因此也得到了快速发展，在国家大力发展节能减排的目标中起着非常重要的作用。由于它的作用和地位较为突出，因此各企业和科研机构更加关注提高锂离子电池的优良性能，特别是其充放电性能和循环稳定性。

2、目前，各种电池正极材料都在寻求理想的添加剂来改善其性能，有选择钴粉、氧化亚钴、氢氧化钴、氧化锌、镉化合物等添加剂。但是现有的电池在循环使用的期间，由于电池内部会产生相变，并且电池层状结构不够稳定，从而导致成品电池的充放电性能和循环稳定性较差。

3、因此，发明一种氧化亚钴包覆铝加工工艺及装置来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种氧化亚钴包覆铝加工工艺及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氧化亚钴包覆铝加工工艺，该工艺包括以下步骤：

3、步骤一：在2m³的反应锅内先泵入氯化钴或硝酸钴溶液，按照铝/钴的质量比0.1-2.0%比例加入含铝溶液，搅拌均匀，同时加热温度升至60-90℃，待下一工序使用；

4、步骤二：在2-3m³的反应锅内配制10-25%的碳酸钠或碳酸氢钠溶液，同时也加热到50-85℃，待下一工序使用；

5、步骤三：在3-5m³的反应锅内，先开启搅拌，同时加热，以并流的方式同时加入步骤一的钴溶液和步骤二的碱溶液，控制ph在5-8之间，反应至一定的体积溶液，温度保持在60-85℃，停止加料，转入下一工序过滤；

6、步骤四：将步骤三的料液用离心分离设备脱去母液水后，用60-90℃的热纯水漂洗，除去钠离子和硝酸根或氯根、碳酸根等阴离子，符合要求后转入干燥工序；

7、步骤五：将步骤四制得的湿基掺杂铝的碳酸钴产品，用闪蒸干燥器进行干燥除去水份，制得干基粉体碳酸钴盐，转入下一煅烧工序；

8、步骤六：在400-700℃之间，在还原气氛条件下，煅烧2-5小时，制得粉体掺铝氧化亚钴产品，转入下一工序；

9、步骤七：将步骤六制得的掺铝氧化亚钴用振动筛过筛，制得均匀的氧化亚钴产品；

10、步骤八：最后用真空包装机，抽真空包装成1.5kg或2.0kg的掺铝氧化亚钴新产品。

11、本发明还公开了一种氧化亚钴包覆铝加工装置，包括离心分离设备，所述离心分离设备包括分离罐，所述分离罐的顶部设有密封盖，所述分离罐的底部连接有排水管，所述分离罐靠近底部的位置固定套接有支撑台，所述分离罐的内侧转动安装有离心筒，所述离心筒的底部中心处垂直固定连接有驱动轴，所述驱动轴转动贯穿插接在分离罐的底部，所述分离罐的一侧设有电机，所述电机安装在支撑台上，且电机的输出轴垂直贯穿插接在支撑台上，所述电机的输出轴与驱动轴的底端之间连接有传动皮带，所述离心筒顶部沿口的内侧设置有支撑环，且支撑环的顶部沿口向外突出并压在离心筒的顶部沿口上，所述支撑环的底部可拆卸的安装有过滤袋，所述支撑环的顶部贯穿开设有若干定位孔，所述定位孔内垂直插接有定位杆，所述定位杆的底部垂直固定连接在离心筒的顶部，所述离心筒的内侧设有压滤组件。

12、进一步的，所述压滤组件包括多个水平设置的z形板，多个所述z形板呈环形分布，且多个z形板相对的一端之间固定连接在一起，所述分离罐与多个z形板自由端相对的位置开设有定位槽，且定位槽的顶部与分离罐的顶部连通，多个所述z形板的自由端自上而下卡在对应的定位槽中，所述z形板顶部贯穿开设有条形的安装孔，所述安装孔内滑动安装有第一滑块和第二滑块，且第一滑块比第二滑块更靠近z形板的自由端，所述第一滑块和第二滑块之间垂直固定连接有第一伸缩杆，且第一伸缩杆上套接有第一弹簧，多个所述第二滑块远离第一伸缩杆的一侧连接有同一个推动组件，所述第一滑块的顶部垂直固定贯穿插接有固定轴，所述固定轴的底端垂直转动连接有压辊，且压辊能够与过滤袋的内壁接触。

13、进一步的，所述推动组件包括第二伸缩杆，所述第二伸缩杆垂直固定连接在多个z形板连接处的顶部，且第二伸缩杆上套接有第二弹簧，所述第二伸缩杆的顶部固定连接有压板，所述压板的底部边缘位置铰接有多个推杆，多个所述推杆分别与多个第二滑块远离第一伸缩杆的一侧铰接，所述第二伸缩杆到密封盖底部的距离小于第二伸缩杆自然状态下的长度。

14、进一步的，所述压辊的表面固定连接有螺旋凸起，且螺旋凸起的旋转方向与压辊的转动方向相反，所述压辊的表面均匀设有防滑凸起，且防滑凸起的高度与螺旋凸起的厚度相同。

15、进一步的，所述支撑环的内侧环形分布有多个斜面顶块，所述斜面顶块水平固定连接在支撑环的内侧，所述斜面顶块远离其自身斜面的一侧设有撞击块，所述撞击块与支撑环的内侧固定连接，且撞击块的高度小于斜面顶块的最大高度，所述固定轴位于z形板底部的部分转动套接有轴承，且轴承能够与斜面顶块以及撞击块接触。

16、进一步的，所述压辊靠近第二伸缩杆的一侧竖直设置有与其长度相匹配的l形的固定板，所述固定板的顶部固定套接在固定轴上，所述固定板靠近压辊的一侧固定连接有与压辊长度相匹配的刮条，且刮条与螺旋凸起的表面靠近。

17、进一步的，所述密封盖的顶部贯穿插接有进料管和冲洗管，所述进料管靠近过滤袋的一侧自上而下均匀设置有多个出料管，所述冲洗管靠近过滤袋的一侧自上而下均匀设置有多个喷嘴。

18、进一步的，所述支撑环的顶部均匀固定连接有多个第一把手，所述压板的侧面均匀固定连接有多个第二把手。

19、本发明的技术效果和优点：

20、1、本发明通过选择合适的铝钴质量比，并在掺杂过程中形成均匀分布铝钴氧化物，此外，由于铝离子具有较小原子直径，它充当了带正电荷的中心，在循环期间抑制相变的发生，掺杂后晶胞体积收缩，层状结构更稳定，从而使得制成的成品电池具有良好的充放电性能和循环稳定性；

21、2、本发明通过设有压辊，当吸附在过滤袋上的碳酸钴与压辊接触时，碳酸钴对压辊的摩擦力能够带动压辊转动，并且压辊还能够对吸附在过滤袋上的碳酸钴进行滚动挤压，从而使碳酸钴中的水分能够在压辊的挤压作用下配合离心筒产生的离心力加速水与碳酸钴分离，进而提高对碳酸钴的脱水效率；

22、3、本发明通过在压辊的表面设有螺旋凸起，随着压辊贴着过滤袋内壁滚动，压辊上的螺旋凸起能够将吸附在过滤袋内壁上的碳酸钴逐渐向上推动，从而使碳酸钴能够较为均匀的吸附在过滤袋的内壁上，进而便于碳酸钴中的水能够与碳酸钴分离，提高离心分离设备对碳酸钴的脱水效率。

技术特征：

1.一种氧化亚钴包覆铝加工工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤：

2.一种氧化亚钴包覆铝加工装置，用于执行如权利要求1所述的氧化亚钴包覆铝加工工艺，其特征在于：包括离心分离设备，所述离心分离设备包括分离罐（1），所述分离罐（1）的顶部设有密封盖（2），所述分离罐（1）的底部连接有排水管（3），所述分离罐（1）靠近底部的位置固定套接有支撑台（4），所述分离罐（1）的内侧转动安装有离心筒（5），所述离心筒（5）的底部中心处垂直固定连接有驱动轴（6），所述驱动轴（6）转动贯穿插接在分离罐（1）的底部，所述分离罐（1）的一侧设有电机（7），所述电机（7）安装在支撑台（4）上，且电机（7）的输出轴垂直贯穿插接在支撑台（4）上，所述电机（7）的输出轴与驱动轴（6）的底端之间连接有传动皮带（8），所述离心筒（5）顶部沿口的内侧设置有支撑环（9），且支撑环（9）的顶部沿口向外突出并压在离心筒（5）的顶部沿口上，所述支撑环（9）的底部可拆卸的安装有过滤袋（10），所述支撑环（9）的顶部贯穿开设有若干定位孔，所述定位孔内垂直插接有定位杆（11），所述定位杆（11）的底部垂直固定连接在离心筒（5）的顶部，所述离心筒（5）的内侧设有压滤组件。

3.根据权利要求2所述的一种氧化亚钴包覆铝加工装置，其特征在于：所述压滤组件包括多个水平设置的z形板（12），多个所述z形板（12）呈环形分布，且多个z形板（12）相对的一端之间固定连接在一起，所述分离罐（1）与多个z形板（12）自由端相对的位置开设有定位槽（13），且定位槽（13）的顶部与分离罐（1）的顶部连通，多个所述z形板（12）的自由端自上而下卡在对应的定位槽（13）中，所述z形板（12）顶部贯穿开设有条形的安装孔，所述安装孔内滑动安装有第一滑块（14）和第二滑块（15），且第一滑块（14）比第二滑块（15）更靠近z形板（12）的自由端，所述第一滑块（14）和第二滑块（15）之间垂直固定连接有第一伸缩杆（16），且第一伸缩杆（16）上套接有第一弹簧（17），多个所述第二滑块（15）远离第一伸缩杆（16）的一侧连接有同一个推动组件，所述第一滑块（14）的顶部垂直固定贯穿插接有固定轴（18），所述固定轴（18）的底端垂直转动连接有压辊（19），且压辊（19）能够与过滤袋（10）的内壁接触。

4.根据权利要求3所述的一种氧化亚钴包覆铝加工装置，其特征在于：所述推动组件包括第二伸缩杆（20），所述第二伸缩杆（20）垂直固定连接在多个z形板（12）连接处的顶部，且第二伸缩杆（20）上套接有第二弹簧（21），所述第二伸缩杆（20）的顶部固定连接有压板（22），所述压板（22）的底部边缘位置铰接有多个推杆（23），多个所述推杆（23）分别与多个第二滑块（15）远离第一伸缩杆（16）的一侧铰接，所述第二伸缩杆（20）到密封盖（2）底部的距离小于第二伸缩杆（20）自然状态下的长度。

5.根据权利要求3所述的一种氧化亚钴包覆铝加工装置，其特征在于：所述压辊（19）的表面固定连接有螺旋凸起（24），且螺旋凸起（24）的旋转方向与压辊（19）的转动方向相反，所述压辊（19）的表面均匀设有防滑凸起（25），且防滑凸起（25）的高度与螺旋凸起（24）的厚度相同。

6.根据权利要求4所述的一种氧化亚钴包覆铝加工装置，其特征在于：所述支撑环（9）的内侧环形分布有多个斜面顶块（26），所述斜面顶块（26）水平固定连接在支撑环（9）的内侧，所述斜面顶块（26）远离其自身斜面的一侧设有撞击块（27），所述撞击块（27）与支撑环（9）的内侧固定连接，且撞击块（27）的高度小于斜面顶块（26）的最大高度，所述固定轴（18）位于z形板（12）底部的部分转动套接有轴承（28），且轴承（28）能够与斜面顶块（26）以及撞击块（27）接触。

7.根据权利要求5所述的一种氧化亚钴包覆铝加工装置，其特征在于：所述压辊（19）靠近第二伸缩杆（20）的一侧竖直设置有与其长度相匹配的l形的固定板（29），所述固定板（29）的顶部固定套接在固定轴（18）上，所述固定板（29）靠近压辊（19）的一侧固定连接有与压辊（19）长度相匹配的刮条（30），且刮条（30）与螺旋凸起（24）的表面靠近。

8.根据权利要求4所述的一种氧化亚钴包覆铝加工装置，其特征在于：所述密封盖（2）的顶部贯穿插接有进料管（31）和冲洗管（32），所述进料管（31）靠近过滤袋（10）的一侧自上而下均匀设置有多个出料管，所述冲洗管（32）靠近过滤袋（10）的一侧自上而下均匀设置有多个喷嘴。

9.根据权利要求6所述的一种氧化亚钴包覆铝加工装置，其特征在于：所述支撑环（9）的顶部均匀固定连接有多个第一把手（33），所述压板（22）的侧面均匀固定连接有多个第二把手（34）。

技术总结
本发明属于氧化亚钴包覆铝生产技术领域，尤其涉及一种氧化亚钴包覆铝加工工艺及装置，该工艺包括以下步骤：步骤一：在2m³的反应锅内先泵入氯化钴或硝酸钴溶液，按照铝/钴的质量比0.1‑2.0%比例加入含铝溶液，搅拌均匀，同时加热温度升至60‑90℃，待下一工序使用；步骤二：在2‑3m³的反应锅内配制10‑25%的碳酸钠或碳酸氢钠溶液，同时也加热到50‑85℃，待下一工序使用。本发明通过选择合适的铝钴质量比，并在掺杂过程中形成均匀分布铝钴氧化物，此外，由于铝离子具有较小原子直径，它充当了带正电荷的中心，在循环期间抑制相变的发生，掺杂后晶胞体积收缩，层状结构更稳定，从而使得制成的成品电池具有良好的充放电性能和循环稳定性。

技术研发人员：杨秀建,赵跃东,周东海,陈学田,沈春荣
受保护的技术使用者：宁波互邦新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21