煅烧后纳米粉体后处理的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种纳米粉体后处理装置，尤其是涉及一种煅烧后纳米粉体后处理机。其主要是解决现有技术所存在的锆球磨介作用力及剪切力或气流作用粉体粒子打击力、分体之间相互间的剪切力过大，导致纳米团聚的粉体虽然被分散，但磷酸铁锂外表面碳包覆层将被破坏，使磷酸铁锂正极材料导电性能大幅下降等的技术问题。本实用新型煅烧后纳米粉体后处理机，包括搅拌罐（1），其特征在于所述的搅拌罐（1）内设有搅拌罐中心轴（2），搅拌罐中心轴上连接有多组搅拌推杆（3），搅拌推杆的下方设有隔盘（4），搅拌罐的底部设有筛网板（5），筛网板下方设有底阀（6）。
【专利说明】煅烧后纳米粉体后处理机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种纳米粉体后处理装置，尤其是涉及一种煅烧后纳米粉体后处理机。
【背景技术】
[0002]纳米粉体后处理技术，主要包括:①纳米粉体的分散技术——珠磨机、机械粉碎机，②气流粉碎分级处理技术一流化床气流粉碎及分级机，③表面改性技术一机械融合机。但是上述三种功能的纳米粉体后处理机都无法应用于处理被煅烧后碳包覆的LiFePO4粉体材料。原因是锆球(磨介)作用力及剪切力或气流作用粉体粒子打击力、分体之间相互间的剪切力过大，导致纳米团聚的粉体虽然被分散，但磷酸铁锂外表面碳包覆层将被破坏，使磷酸铁锂正极材料导电性能大幅下降，这说明现有的纳米粉体处理技术已经不能解决所需的处理技术要求。
实用新型内容
[0003]本实用新型是提供一种煅烧后纳米粉体后处理机，其主要是解决现有技术所存在的锆球磨介作用力及剪切力或气流作用粉体粒子打击力、分体之间相互间的剪切力过大，导致纳米团聚的粉体虽然被分散，但磷酸铁锂外表面碳包覆层将被破坏，使磷酸铁锂正极材料导电性能大幅下降等的技术问题。
[0004]本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
[0005]本实用新型的煅烧后纳米粉体后处理机,包括搅拌罐,所述的搅拌罐内设有搅拌罐中心轴，搅拌罐中心轴上连接有多组搅拌推杆，搅拌推杆的下方设有隔盘，搅拌罐的底部设有筛网板，筛网板下方设有底阀。为了克服现有后处理机存在的缺陷，本实用新型从实际经验中得知纳米粉体的粉碎，颗粒团聚的分散，都需要柔软和均匀分散的过程，为此发明了一种低能量、柔软剪切的干法研磨技术，用来处理煅烧后的粉体，使团聚的粉体分散但又保持煅烧后纳米材料优异的LiFePO4电化学性能。
[0006]本实用新型首先分析现有的球磨机、珠磨机能否用它进行后处理，达到煅烧后的团聚LiFePO4粉体被分散，而不损坏粉体材料原有的电化学性能。以立式球磨机为例，它是一台中等能量输入的球磨机，其工作线速度在4米/秒左右，其磨介(氧化锆球)的直径在4-6毫米，应用于粗磨，物料粒径有0.7毫米，研磨到5微米，需研磨5个小时，其能耗为
0.9kg(固含量)/kwh。如果用此球磨机做后处理机，它能将团聚的LiFePO4粉体分散，但不能做到保持粉体煅烧后的电性能，故上述设备都不能采用。必须自己研发一种低能、柔软切剪的研磨技术。
[0007]为此本实用新型研究了球磨的机理:
[0008](I)、球磨的能耗要小，耗功用于分散，而不是将粉体粒径变小，粉体在搅拌罐中时间要短，所以能耗初步设定17kg/kwh，与上述的球磨功耗相比，将近下降19倍，其工作速度为 0.7m_2.2m/s ο[0009](2)、磨介-氧化错球的直径由5mm增大到15mm,因为每升容器中存放5mm的氧
化锆球能存放9000个，如存放15mm的氧化锆球只能存放360个，如果以这两种规格球体在每升中球的总表面积来比较，发现两种球体总表面积很不一样，一升中放9000个5mm锆球其总表面积为Σ S5mm=9000X 52X Ji =706858mm2,而I升中放360个15mm锆球其总表面积为Σ S15mm=360X 152X =254469mm2,由此可见增大锆球直径就达到减少粉料与锆球接触表面积，从而使粉料的磨损会变小。
[0010](3)、在立式搅拌球磨机的中心轴(10)上安装两套研磨隔离盘，详见图一，其作用是减少锆球自转个数的数量，因为中心轴上装了研磨隔离盘，盘上的锆球与盘一起转动(即公转)，锆球本身不自转，锆球在离心力作用下，缓慢向搅拌罐(12)筒内壁移动，但当锆球离开隔离盘后，锆球的运动就改变了，锆球被搅拌推杆推动，由于锆球四周都是相邻互相靠着的球体，所以推杆推动锆球，该锆球即做公转又做自转运动，径向相邻的锆球由于有速度差，导致两个锆球湘湖摩擦，产生剪切，使煅烧后形成团聚的二次颗粒的粉体被适度分散，隔离盘的直径d —般取d=0.35-0.70D, D为搅拌罐内径。
[0011]由此可见，当被处理的粉体落在研磨隔离盘区域内，由于盘上的锆球不自转，粉料不会被研磨，但锆球与粉料受离心力作用向搅拌筒壁移动，运动到隔离圆盘(15)外面时，锆球的运动就发生改变。这说明:(一)在隔离盘区域内的锆球不参加研磨工作，而仅受离心力作用与粉料一起作径向输送运动。(二)当锆球离开隔离盘后，该锆球就被搅拌推杆(14)推动旋转，既公转又自转，此时锆球外表面上的粉料开始受柔软剪切力作用，将团聚的粉体分散。(三)由于所用的锆球直径由5_增大到15_，球面半径越大越接近平面，接触应力变小，磨损减少，导致煅烧后LiFePO4表面碳包覆层在后处理时碳包覆层几乎无损，从而保持了 LiFePO4煅烧后的优异的电性能。
[0012]作为优选，所述的每组搅拌推杆都为成一字型排列的两根搅拌推杆，相邻组搅拌推杆为十字形排列，间隔组搅拌推杆的下方设置隔盘。
[0013]作为优选，所述的搅拌罐的外圆设有冷却水套。
[0014]作为优选，所述的搅拌罐上端设有进料口，搅拌罐中心轴上端通过联轴节连接有传动轴，传动轴通过皮带轮连接电机，电机设在机架上。
[0015]作为优选，所述的电机通过皮带张紧装置连接在机架上。
[0016]作为优选，所述的电机连接有变频控制器。
[0017]作为优选,所述的传动轴上设有滚动轴承。
[0018]因此，本实用新型采用了低能柔性剪切干法研磨技术，使其对煅烧后的粉体进行改性处理，达到粉体团聚被分散的作用，LiFePO4外表面碳包覆层未被损坏，电池的电化学性能没有改变，加工性能良好，结构简单、合理。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图1是本实用新型的一种结构示意图；
[0020]附图2是本实用新型的使用结构示意图。
[0021]图中零部件、部位及编号:搅拌罐1、搅拌罐中心轴2、搅拌推杆3、隔盘4、筛网板
5、底阀6、冷却水套7、进料口 8、联轴节9、传动轴10、皮带轮11、电机12、机架13、皮带张紧装置14、变频控制器15、滚动轴承16、锆球17。【具体实施方式】
[0022]下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0023]实施例:本例的煅烧后纳米粉体后处理机，如图1，包括搅拌罐1，搅拌罐的外圆设有冷却水套7。搅拌罐内设有搅拌罐中心轴2，搅拌罐中心轴上连接有多组搅拌推杆3，搅拌推杆的下方设有隔盘4，搅拌罐的底部设有筛网板5，筛网板下方设有底阀6。每组搅拌推杆都为成一字型排列的两根搅拌推杆，相邻组搅拌推杆为十字形排列，间隔组搅拌推杆的下方设置隔盘4。如图2，搅拌罐上端设有进料口 8，搅拌罐中心轴上端通过联轴节9连接有传动轴10，传动轴通过皮带轮11连接电机12，电机通过皮带张紧装置14连接在机架13上。电机连接有变频控制器15，传动轴10上设有滚动轴承16。
[0024]使用时，一台每分钟910转的电机12拖动，通过皮带轮11减速，减速比为1:3，带动装在地板上的机架13上传动轴10转动，通过联轴节9，传动搅拌罐I上的搅拌罐中心轴2转动，搅拌罐中心轴上的搅拌推杆3开始搅拌物料，隔盘4上的锆球17与隔盘4 一起转动(即公转)，锆球本身不自转，锆球在离心力作用下，缓慢向搅拌罐筒内壁移动，但当锆球离开隔离盘后，锆球的运动就改变了，锆球被搅拌推杆推动，由于锆球四周都是相邻互相靠着的球体，所以推杆推动锆球，该锆球即做公转又做自转运动，径向相邻的锆球由于有速度差，导致两个锆球湘湖摩擦，产生剪切，使煅烧后形成团聚的二次颗粒的粉体被适度分散。筛网板的筛网隙缝为5mm。搅拌罐的净容积为10升，氧化锆球的填充率为45%_70%，粉料与锆球的分离依靠罐底筛网，由于锆球的直径为15_，大于筛网的间隙，5_，故粉料可以从筛网排出而锆球被筛网挡住，继续在罐内运动工作。
[0025]以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。
【权利要求】
1.一种煅烧后纳米粉体后处理机，包括搅拌罐(1)，其特征在于所述的搅拌罐(I)内设有搅拌罐中心轴(2)，搅拌罐中心轴上连接有多组搅拌推杆(3)，搅拌推杆的下方设有隔盘(4)，搅拌罐的底部设有筛网板(5)，筛网板下方设有底阀(6)。
2.根据权利要求1所述的煅烧后纳米粉体后处理机，其特征在于所述的每组搅拌推杆(3)都为成一字型排列的两根搅拌推杆，相邻组搅拌推杆为十字形排列，间隔组搅拌推杆的下方设置隔盘(4)。
3.根据权利要求1或2所述的煅烧后纳米粉体后处理机，其特征在于所述的搅拌罐Cl)的外圆设有冷却水套(7)。
4.根据权利要求1或2所述的煅烧后纳米粉体后处理机，其特征在于所述的搅拌罐(I)上端设有进料口( 8 )，搅拌罐中心轴(2 )上端通过联轴节(9 )连接有传动轴(10 )，传动轴通过皮带轮(11)连接电机(12)，电机设在机架(13)上。
5.根据权利要求4所述的煅烧后纳米粉体后处理机，其特征在于所述的电机(12)通过皮带张紧装置(14)连接在机架(13)上。
6.根据权利要求4所述的煅烧后纳米粉体后处理机，其特征在于所述的电机(12)连接有变频控制器(15)。
7.根据权利要求4所述的煅烧后纳米粉体后处理机，其特征在于所述的传动轴(10)上设有滚动轴承(16)。
【文档编号】B01F7/18GK203494435SQ201320537937
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】王叶滔, 王张志, 何兵, 王汉杰 申请人:杭州金马能源科技有限公司