一种钠离子电池正极前驱体制备方法及装置与流程

本发明涉及电池生产，更具体地说，本发明涉及一种钠离子电池正极前驱体制备方法及装置。

背景技术：

1、钠离子电池主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，与锂离子电池工作原理相似，相较于锂电池，钠电池成本优势显著，锂价高位时有望实现加速渗透，钠资源丰富且分布均匀，钠电池原料具备成本优势，供给充足。

2、目前高能球磨法是制备钠离子电池正极材料十分常见的工艺，该方法操作简单，对原料适应性较强，但难达到原料之间纳米级混合，容易引入杂质，且耗能较为严重，在生产钠离子电池正极前驱体材料过程中，需要使用专门的干燥装置对生产的湿润前驱体材料进行烘干，对材料进行烘干过程中会产生水蒸气，水蒸气碰到装置顶部内壁会液化为液态水，液态水会重新滴落到材料内，影响钠离子电池正极前驱体材料的干燥效果，但是目前的干燥装置无法收集干燥过程中装置内顶部液化的水。

3、鉴于此，本技术提出一种钠离子电池正极前驱体制备方法及装置。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提出一种钠离子电池正极前驱体制备方法及装置。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钠离子电池正极前驱体制备方法，包括以下步骤：

3、s1：配制一定浓度的金属盐溶液、液碱、氨水溶液；

4、s2：将s1中配制的金属盐溶液、液碱、氨水溶液通过进液管并流进入反应釜；

5、s3：向反应釜内滴入分散剂，对反应釜内的混合液进行混合搅拌，直至反应结束；

6、s4：将熟成槽物料与反应釜物料循环联动，待熟成槽内的液位上升至一定液位时，将熟成槽物料输送至压滤缓冲槽中；

7、s5：将熟成后的反应物进行洗涤，将洗涤后的反应物投入干燥装置内进行干燥，即得到无钴正极前驱体。

8、一种钠离子电池正极前驱体制备装置，包括干燥桶、连通安装在干燥桶顶部和底部的进料管和出料管，以及设置在干燥桶上的搅拌组件；

9、所述干燥桶的侧壁内部设置有用于加热干燥桶内部的加热板，所述进料管和出料管内均安装有阀门，搅拌组件包括通过支架板固接在干燥桶顶部的电机，所述电机的输出轴固接有与干燥桶顶部转动连接的转轴，所述转轴的表面均匀固接有多个搅拌杆；

10、所述干燥桶内设有集水机构和热风输入组件，集水机构包括顶部集水组件和侧壁集水组件，分别用于收集干燥桶顶部和侧壁液化产生的水，热风输入组件用于向干燥桶内输入热风以加速材料的干燥。

11、进一步地，所述顶部集水组件包括固接在干燥桶顶部内壁的多个集水锥，所述集水锥的表面通过连杆固接有集水膜，所述集水膜的底端设置有多个滴水锥，所述集水锥的底端固接有固定柱，所述固定柱的底端固接有位于滴水锥正下方的集水碗，所述集水碗上开设有出水口，所述集水碗上固接有出水管，所述出水管通过出水口与集水碗内部连通，所述集水碗的底部包覆固接有吸水海绵，所述干燥桶内设有用于挤压吸水海绵的挤压组件。

12、进一步地，所述挤压组件包括通过固定板和销轴转动连接在集水碗上的挤压罩，所述挤压罩的底端固接有两个连接柱，两个所述连接柱之间固接有第一连接线，所述第一连接线上固接有第二连接线，所述干燥桶的顶部开设有多个限位腔，所述第二连接线的一端依次穿过集水膜、集水锥和干燥桶固接有第一磁铁，所述第一磁铁滑动连接在限位腔内，所述第一磁铁与限位腔的内壁之间固接有第一弹簧，所述限位腔的一端固接有正对于第一磁铁的电磁铁，所述干燥桶上设有用于使集水膜震动的震动组件。

13、进一步地，所述震动组件包括固接在转轴顶端表面的两个转动杆，所述转动杆上固接有两个第二磁铁，所述第二磁铁与最近第一磁铁正对的面极性相反，所述集水膜上固接有穿过集水锥和干燥桶顶部的第三连接线，所述第三连接线为紧绷状态，所述第三连接线的一端固接有位于限位腔内的连接块。

14、进一步地，所述挤压罩上开设有多个用于漏水的开口，所述挤压罩上开设有通口，所述通口的内壁固接有拨动块，所述出水管位于通口和拨动块绕挤压罩销轴处转动的轨迹上。

15、进一步地，所述侧壁集水组件包括固接在干燥桶内壁上的集水环，所述集水环的横截面为u形，所述集水环的横截面靠近干燥桶内壁的一边设置为斜面，所述集水环的底部连通固接有多个穿过干燥桶侧壁的弧形管，所述干燥桶内设有用于撞击干燥桶的撞击组件。

16、进一步地，所述撞击组件包括固接在其中两个搅拌杆顶部的横块，所述横块的内壁固接有第二弹簧，所述第二弹簧的一端固接有移动块，所述移动块的一侧壁固接有滑动观察横块的移动柱，所述移动柱的一端固接有撞击块，所述干燥桶的内壁固接有多个弧形块，所述弧形块位于撞击块绕转轴旋转的轨迹上。

17、进一步地，所述热风输入组件包括固接在出料管上的进风管，所述进风管的一端与外部热风机连接，所述进风管的另一端通过轴承转动连接在转轴的底端，所述转轴内开设有与进风管连通的进风腔，所述搅拌杆内开设有与进风腔连通的空腔，所述搅拌杆的底部开设有多个出风口，所述搅拌杆的底部固接有通过出风口与空腔连通的出风管，所述出风管内设有用于封堵出风管的封堵组件。

18、进一步地，所述封堵组件包括固接在出风管内的固定座，所述固定座的中部转动连接有封堵球，所述封堵球内开设有弧形的出风通道，所述出风通道两端的高度均低于固定座的顶部，所述封堵球的表面固接有倾斜的连接片，所述连接片与出风管的内壁之间固接有第三弹簧。

19、本发明一种钠离子电池正极前驱体制备方法及装置的技术效果和优点：

20、(1)通过采用特殊的工艺条件，制备多孔状结构的前驱体，这种前驱体有利于烧结过程中钠盐在前驱体颗粒内的扩散，反应更加充分，包覆物能有效的渗透到一次颗粒的周围，形成良好的导电网络，提高材料的电化学性能。

21、(2)通过设置顶部集水组件，在对材料进行干燥过程中会产生水蒸气，水蒸气到达干燥桶顶部时会液化成液态水，水会被多个集水锥收集，水通过集水膜底端的滴水锥滴落到集水碗内，集水碗内的收集的水会从出水管流出干燥桶，防止液态水重新滴落到材料内，影响材料的干燥效果，吸水海绵可以吸收集水碗底部产生的液态水，防止水滴落下去，通过设置震动组件，在干燥过程中，电机驱动转轴和搅拌杆对材料进行搅拌以增强干燥效果，转轴可以带动转动杆和第二磁铁转动，当第二磁铁接近第一磁铁时，第一磁铁会被吸引过去向转轴方向运动，第一磁铁会接触撞击连接块产生震动，震动通过第三连接线传递到集水膜上，使集水膜上的水快速滑下滴落。

22、(3)通过设置挤压组件，当材料干燥完成后材料被排出干燥桶，在下次使用干燥桶之前需要去除集水碗底部吸水海绵内的水，使电磁铁通电具有磁性，电磁铁对第一磁铁具有吸引作用，第一磁铁向远离转轴方向运动，第一弹簧被拉伸，第一磁铁通过第二连接线和第三连接线拉动挤压罩运动，使挤压罩绕着销轴处转动，挤压罩对吸水海绵进行挤压，将吸水海绵内的水分挤出，方便后续对在材料干燥过程中吸水集水碗底部产生的水。

23、(4)通过设置侧壁集水组件和撞击组件，在干燥过程中部分水蒸气会到达干燥桶的侧壁处液化成液态水，水会顺着侧壁往下流，集水环可以收集干燥桶侧壁上产生的水，水进入集水环后通过弧形管排出到干燥桶外，在搅拌杆转动过程中，撞击块会与弧形块接触，弧形块将撞击块向转轴方向压迫，第二弹簧被压缩，当弧形块与撞击块不接触，在第二弹簧的作用下，撞击块突然撞向干燥桶的内壁，撞击产生震动，震动可以使干燥桶内壁产生的液态水快速滑下。

24、(5)通过设置热风输入组件，使用外部热风机通过进风管向转轴的进风腔内输送热风，热风通过空腔和出风口从出风管排出，热风吹向干燥桶的内部，可以加速材料的干燥，通过设置封堵组件，在无热风吹向干燥桶内时，封堵球将出风管堵住，可以防止材料或水从出风管进入空腔内，当有热风时，热风会吹向封堵球上的连接片，第三弹簧被压缩，连接片带动封堵球转动，使热风可以通过出风通道排出出风管。