一种用于锂离子电池前驱体的合成系统的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池前驱体制备技术领域，具体而言，涉及一种用于锂离子电池前驱体的合成系统。

背景技术：

随着全球性的石油资源紧缺与气候环境不断恶化，人类社会面临着严峻的挑战。能源和环境已经成为二十一世纪人类生存和发展面临的两个首要问题。研究和开发高效、便捷、安全、环境友好的新型能源已经成为世界各国科技工作者的共同课题。

目前，很多国家已经投入到高性能二次电池中。其中，锂离子电池前驱体因其具有比能量大、工作电压高、循环寿命长、自放电率低、环境友好和无记忆效应等优点，已广泛应用于便携式电子产品、新能源汽车、航空航天等领域，具有广阔的市场空间。

Li[Ni1-x-yCoxMny]O2三元材料由于具有高的放电比容量、优越的虚幻稳定性、较低的成本和良好的安全性能等优点，被认为是目前最具开发前景的动力电池锂离子电池前驱体正极材料之一。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供了一种用于锂离子电池前驱体的合成系统。

本实用新型是这样实现的：

一种用于锂离子电池前驱体的合成系统，包括：

反应罐、过滤机构、第一循环泵、分级旋流器以及第二循环泵；

反应罐的侧壁设置有溢流口，溢流口与过滤机构的进口连接。

过滤机构内部设置有至少两层过滤网，过滤网沿过滤机构的高度方向依次设置，下层的过滤网的网孔孔径小于上层的过滤网；过滤机构的出料口与第一循环泵的进口连接，第一循环泵的出口与分级旋流器的进口连接；分级旋流器的第一出口与第二循环泵的进口连接，第二循环泵的出口与反应罐连接，分级旋流器的底部设置第二出口。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

过滤机构内部设置有两层过滤网，两层过滤网分别为第一过滤网和第二过滤网，第一过滤网和第二过滤网的网孔孔径依次减小，过滤机构与反应罐之间设置有输送管和回流管，输送管的两端分别与溢流口及过滤机构的进口连接，第一过滤网设置于过滤机构的进口下方；回流管的两端分别与过滤机构及反应罐连接，回流管被配置成将第一过滤网上的沉淀颗粒输送回反应罐中。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

第一过滤网倾斜设置。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

合成系统还包括收集管，收集管的一端与第二过滤网对应于过滤机构的位置连接。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

分级旋流器的第二出口与收集管连接。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

过滤机构的出料口设置于第一过滤网和第二过滤网下方。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

反应罐还包括搅拌机构，搅拌机构包括第一搅拌组件、第二搅拌组件和驱动机构；

第一搅拌组件包括支撑件和转动轴，支撑件设置于反应罐的开口处并由反应罐支撑，转动轴的一端穿过开口并与支撑件转动连接，转动轴的另一端连接有搅拌器，转动轴的外周设置有螺纹；

第二搅拌组件包括搅拌部件和可伸缩的伸缩件，搅拌部件包括连接环和与连接环的外壁连接的搅拌件，连接环套设于转动轴，并与转动轴螺纹连接，伸缩件的一端与支撑件连接，伸缩件的另一端与连接环连接；

驱动机构可驱动转动轴转动。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

伸缩件包括第一管体和第二管体，第一管体与第二管体在轴向上滑动连接。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

第二管体套接于第一管体，第一管体的外壁设置有凸起，第二管体的内壁设置有滑槽，凸起可在滑槽滑动。

进一步地，在本实用新型的一种实施例中：

转动轴的外周设置有第一卡止部和第二卡止部，连接环设置于第一卡止部与第二卡止部之间。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的锂离子电池前驱体的合成系统，反应罐进料后，反应物料在反应罐内发生反应，浆料通过溢流口可进入过滤机构。由于过滤机构内部设置有至少两层过滤网，且下层的过滤网的网孔孔径小于上层的过滤网，且浆料通过上层的过滤网将粒径较大的沉淀颗粒截留下来，在通过下层的过滤网将粒径较小的沉淀颗粒截留下来，粒径更小的沉淀颗粒随浆料进入分级旋流器，料浆在分级旋流器中，粒度大、比重大的颗粒从分级旋流器的第二出口排出，粒径小、比重小的颗粒随浆料从分级旋流器的第一出口排出，由第二循环泵输送回反应罐继续反应。整个反应过程可以连续进行，且经过该合成系统的循环，不会浪费反应物料。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单的介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提供的合成系统的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第一状态下的反应罐的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的第二状态下的反应罐的结构示意图；

图4本实用新型实施例提供的第一视角下的伸缩件的结构示意图；

图5本实用新型实施例提供的第二视角下的伸缩件的结构示意图。

图标：10-合成系统；100-反应罐；110-溢流口；200-过滤机构；210-第一过滤网；220-第二过滤网；300-第一循环泵；400-分级旋流器；500-第二循环泵；610-输送管；620-回流管；630-收集管；700-搅拌机构；710-支撑件；720-转动轴；721-第一卡止部；722-第二卡止部；730-搅拌器；740-伸缩件；741-第一管体；741a-凸起；742-第二管体；742a-滑槽；750-连接环；760-搅拌件；761-桨叶。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分的实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

本实施例提供一种用于锂离子电池前驱体的合成系统10，请参照图1。

具体地，合成系统10包括反应罐100、过滤机构200、第一循环泵300、分级旋流器400以及第二循环泵500。

反应罐100的侧壁设置有溢流口110，溢流口110与过滤机构200的进口连接。

过滤机构200内部设置有至少两层过滤网，过滤网沿过滤机构200的高度方向依次设置，下层的过滤网的网孔孔径小于上层的过滤网；过滤机构200的出料口与第一循环泵300的进口连接，第一循环泵300的出口与分级旋流器400的进口连接；分级旋流器400的第一出口与第二循环泵500的进口连接，第二循环泵500的出口与反应罐100连接，分级旋流器400的底部设置第二出口。

反应罐100进料后，反应物料在反应罐100内发生反应，浆料通过溢流口110可进入过滤机构200。由于过滤机构200内部设置有至少两层过滤网，且下层的过滤网的网孔孔径小于上层的过滤网，且浆料通过上层的过滤网将粒径较大的沉淀颗粒截留下来，在通过下层的过滤网将粒径较小的沉淀颗粒截留下来，粒径更小的沉淀颗粒随浆料进入分级旋流器400，料浆在分级旋流器400中，粒度大、比重大的颗粒从分级旋流器400的第二出口排出，粒径小、比重小的颗粒随浆料从分级旋流器400的第一出口排出，由第二循环泵500输送回反应罐100继续反应。整个反应过程可以连续进行，且经过该合成系统10的循环，不会浪费反应物料。

进一步地，在本实施例中，过滤机构200内部设置有两层过滤网，两层过滤网分别为第一过滤网210和第二过滤网220，第一过滤网210和第二过滤网220的网孔孔径依次减小，过滤机构200与反应罐100之间设置有输送管610和回流管620，输送管610的两端分别与溢流口110及过滤机构200的进口连接，第一过滤网210设置于过滤机构200的进口下方；回流管620的两端分别与过滤机构200及反应罐100连接，回流管620被配置成将第一过滤网210上的沉淀颗粒输送回反应罐100中。其中，过滤机构200的出料口设置于第一过滤网210和第二过滤网220下方。其中，输送管610和回流管620上均可设置阀门以控制流量大小及开关。

反应罐100的浆料经输送管610从过滤机构200的进口处进入过滤机构200，然后浆料依次经过第一过滤网210和第二过滤网220，第一过滤网210上截留下较大粒径的沉淀颗粒，第一过滤网210上的沉淀颗粒通过回流管620输送回反应罐100中继续利用，固体含量变化较小，反应罐100中的反应体系处于比较稳定的状态，有利于前驱体颗粒的成长。

另外，在本实施例中，第一过滤网210倾斜设置。即如图1所示，第一过滤网210的左端低于右端，这样更有利于第一过滤网210上截留下来的沉淀进入回流管620，然后输送回反应罐100。

进一步地，在本实施例中，该合成系统10还包括收集管630，收集管630的一端与第二过滤网220对应于过滤机构200的位置连接。即收集管630的一端与过滤机构200连接，该连接处与第二过滤网220对应，以使得第二过滤网220上截留下来的沉淀颗粒可随浆料进入收集管630收集起来。

进一步地，分级旋流器400的第二出口与收集管630连接。从分级旋流器400的第二出口排出的沉淀颗粒进入到收集管630中与第二过滤网220上被收集起来的沉淀颗粒混合，然后经收集管630可输送至储存罐中储存起来。

进一步地，请参照图2和图3，反应罐100还包括搅拌机构700，搅拌机构700包括第一搅拌组件、第二搅拌组件和驱动机构；

第一搅拌组件包括支撑件710和转动轴720，支撑件710设置于反应罐100的开口处并由反应罐100支撑，转动轴720的一端穿过开口并与支撑件710转动连接，转动轴720的另一端连接有搅拌器730，转动轴720的外周设置有螺纹。

第二搅拌组件包括搅拌部件和可伸缩的伸缩件740，搅拌部件包括连接环750和与连接环750的外壁连接的搅拌件760，连接环750套设于转动轴720，并与转动轴720螺纹连接，伸缩件740的一端与支撑件710连接，伸缩件740的另一端与连接环750连接；驱动机构可驱动转动轴720转动。

请参照图1和图2，使用时，将反应物料投入到反应罐100内部。通过驱动机构驱动转动轴720转动，转动轴720转动带动搅拌器730转动，搅拌器730对反应罐100内的反应物料进行混合搅拌。当转动轴720被驱动转动时，由于转动轴720的外周设置有螺纹，且连接环750套设于转动轴720，并与转动轴720螺纹连接，由于伸缩件740的固定作用，连接环750不能随着转动轴720的转动而转动，而是在转动轴720转动时，连接环750会沿着转动轴720的轴向移动，连接环750上下移动的过程中，伸缩件740也会随之进行伸缩。此时可带动连接环750上的搅拌件760上下移动，对反应物料进行混合。通过对反应罐100内的物料进行不同方向的搅拌，可以使得反应物料混合搅拌地更加均匀，反应更加充分。

在本实施例中，搅拌器730为螺旋式搅拌桨。为了使得转动轴720相对于支撑件710转动得更加顺畅，转动轴720与支撑件710通过轴承转动连接。另外，需要说明的是，驱动机构可为电机，驱动机构可以驱动转动轴720实现正转或反转。

进一步地，请参照图4和图5，在本实施例中，伸缩件740包括第一管体741和第二管体742，第一管体741与第二管体742在轴向上滑动连接。第二管体742套接于第一管体741，第一管体741的外壁设置有凸起741a，第二管体742的内壁设置有滑槽742a，凸起741a可在滑槽742a滑动。

转动轴720转动时，连接环750沿着转动轴720的轴向移动，在连接环750上下移动的过程中，第二管体742也会相对于第一管体741上下移动，以配合连接环750的上下移动。需要说明的是，在其他实施例中，也可以设置成其他方式，只要能满足第一管体741和第二管体742能够实现轴向上的相对运动即可。

另外，转动轴720的外周设置有第一卡止部721和第二卡止部722，连接环750设置于第一卡止部721与第二卡止部722之间。在本实施例中，第一卡止部721和第二卡止部722均为外径大于转动轴720的圆环。

连接环750沿着转动轴720的轴向移动，在连接环750上下移动的过程中，为了避免连接环750碰上搅拌器730和反应罐100的顶部，因此设置了第一卡止部721和第二卡止部722。由于第一卡止部721和第二卡止部722的作用，连接环750只能在第一卡止部721和第二卡止部722之间运动。

进一步地，搅拌件760包括倾斜的多个桨叶761，多个桨叶761沿连接环750的外周设置，且相邻的桨叶761间隔均匀设置。

这样设置的好处是，多个桨叶761能够对反应罐100内多处的原料进行混合搅拌，这样可以使得物料间混合得更加均匀。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。