本发明属于电池正极材料制备的，具体的说，涉及一种高性能三元正极材料的制备装置及方法。
背景技术：
1、目前，三元材料被广泛应用于电池领域，其具有充电迅速、重量较轻、循环充放电次数多的优势。在以三元材料作为正极的电池充放电过程中，由于构成三元正极材料为纳米级别，其内具有的晶界量极大，由于充放电产生热量及晶格的异向性，致使晶格发生变化，并随着充放电次数及功率的增大而造成晶界开裂的情况，最终使得电池的性能快速衰减，缩短了电池的使用寿命，同时为后期的使用带来安全隐患。因此，亟需一种三元正极材料，用以降低晶格变化的程度，避免晶界发生开裂的问题，提高电池的性能，延长电池的使用寿命，并防止出现安全隐患。
技术实现思路
1、本发明提供一种高性能三元正极材料及其制备方法，用以降低晶格变化的程度，避免晶界发生开裂的问题，提高电池的性能，延长电池的使用寿命，并防止出现安全隐患。
2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
3、一种高性能三元正极材料的制备装置，包括第一被动引流式螺旋混料机构，真空式混合机构的抽真空端与第一被动引流式螺旋混料机构的出口端连通，真空式混合机构的出口端与多盘式干燥机构的进口端，多盘式干燥机构的出口端与中间罐的进口端连通，第二被动引流式螺旋混料机构的进口端与中间罐的出口端连通，第二被动引流式螺旋混料机构的出口端与物料罐的进口端连通。
4、进一步的，所述第一被动引流式螺旋混料机构包括上端固定有固定盖的竖向混合筒，于所述固定盖的中心处构造有第一进料管，于所述第一进料管上安装有第一控制阀，于固定盖上沿第一进料管的周向均匀地安装有多个第二进料管，于所述第二进料管上安装有第二控制阀，所述第一进料管和第二进料管均与竖向混合筒的混合通道连通，且竖向混合筒的下端与真空式混合机构的抽真空端连通。
5、进一步的，于所述竖向混合筒内构造有多个螺旋导料叶片，这些螺旋导料叶片沿竖向混合筒的周向均匀设置，且各螺旋导料叶片沿竖向混合筒的轴线螺旋延伸。
6、进一步的，于所述竖向混合筒上沿其周向均匀地构造有多个螺旋导料条，各所述螺旋导料条沿竖向混合筒的轴线螺旋延伸，且各螺旋导料叶片形成于相对应的螺旋导料条伸入竖向混合筒的一侧，于所述螺旋导料条和螺旋导料叶片内分别形成有相互连通的螺旋导料腔和螺旋出料腔，所述螺旋导料腔的上端与相对应的第二进料管连通，螺旋出料腔的远离螺旋导料条的一侧与混合通道连通，且螺旋导料腔和螺旋出料腔的下端处于封闭状态。
7、进一步的，所述真空式混合机构包括同轴设置的安装管、进液管及出液管，所述抽真空端形成于安装管上，于进液管伸入安装管的一端构造有喷嘴，所述出液管通过过渡管与安装管的出口连接，所述喷嘴与安装管之间的区域形成负压区，于过渡管和出液管内分别形成有初级混合区和次级混合区，出液管的出口端与多盘式干燥机构的进口端连通。
8、进一步的，于所述出液管内构造有多个螺旋混合叶片，这些螺旋混合叶片沿出液管的周向均匀设置，且各螺旋混合叶片沿出液管的轴线螺旋延伸。
9、进一步的，所述多盘式干燥机构包括口径渐扩且内部形成干燥腔的卧式干燥釜，于所述卧式干燥釜的大径端的端部可拆卸连接有密封盖，于卧式干燥釜大径端的周壁的下部和上部分别构造有出料管和排汽管，所述出料管和排汽管均与干燥腔的排出腔连通，于卧式干燥釜内同轴转动连接有干燥盘组，所述干燥盘组的一端与真空式混合机构的出口端连通，干燥盘组的另一端伸出密封盖，于卧式干燥釜外套设有隔热筒，于所述隔热筒与卧式干燥釜之间形成有装配腔，于所述装配腔内安装有电加热丝，所述电加热丝螺旋缠绕于卧式干燥釜外。
10、进一步的，所述干燥盘组包括沿安装轴的轴线同轴间隔安装于安装轴上的多个干燥盘体，于安装轴内构造有导液通道，于卧式干燥釜小径端的中心处构造有转接接头，安装轴的端部与转接接头转动连接，且导液通道经转接接头与真空式混合机构的出口端连通，于各干燥盘体内构造有第一布液腔，于干燥盘体上均匀地开设有多个第一布液孔，各所述第一布液孔通过第一布液腔与导液通道连通，于卧式干燥釜的内壁上构造有多个沿其径向延伸的刮料板，各所述刮料板的侧壁与相对应的干燥盘体的侧壁相靠近或者接触，于安装轴伸出密封盖的一端同轴安装有传动轮，于干燥腔内且位于各干燥盘体外周壁的下部与卧式干燥釜的下部之间形成有过料通道。
11、进一步的，于所述安装轴靠近排出腔的部位上同轴构造有连接盘，于所述连接盘内构造有第二布液腔，于连接盘靠近干燥盘体的一端均匀地开设有多个第二布液孔，各所述第二布液孔通过第二布液腔与导液通道连通，连接盘靠近排出腔的一端端面为封闭状态，于连接盘的外周壁上同轴固定有研磨环，于干燥腔内且位于连接盘外周壁的下部与卧式干燥釜的下部之间形成有研磨通道。
12、本发明还公开了一种利用上述高性能三元正极材料的制备装置的方法，包括如下步骤：
13、步骤1.按照质量份数比将下述粒径在120-200nm范围内的组分持续地同步供应给第一被动引流式螺旋混料机构内，
14、硫酸镍 2.4-2.8份
15、硝酸镍 1.5-1.9份
16、硫酸钴 3.7-4.1份
17、硫酸锰 1.6-1.8份
18、硝酸锰 0.9-1.2份
19、步骤2.将氢氧化钠溶液由真空式混合机构的进入口泵压而入，在氢氧化钠溶液通过真空式混合机构的过程中，真空式混合机构的抽真空端将第一被动引流式螺旋混料机构内的物料抽入真空式混合机构内；
20、步骤3.进入真空式混合机构内的物料与氢氧化钠溶液混合并反应完毕后，进入到多盘式干燥机构内；
21、步骤4.控制多盘式干燥机构作业，反应溶液经多盘式干燥机构干燥后，得到粒径在90-160nm的粉末物料收集于中间罐内；
22、步骤5.将中间罐内的粉末物料加入到第二被动引流式螺旋混料机构内，同时将粘结剂0.08-0.21份、导电剂0.07-0.15份及粒径为4-5μm的磷酸亚铁锂4.2-6.4份加入到第二被动引流式螺旋混料机构；再对第二被动引流式螺旋混料机构进行抽真空，各物料在负压下在第二被动引流式螺旋混料机构内混合并进入到物料罐内；
23、步骤6.将物料罐内的混合物料注入到置料匣钵内，置料匣钵经输送机构逐一地送入至烧结室内；
24、步骤7.将烧结后的物料由置料匣钵内倒出，之后，进行破碎、精筛，再将得到的粉末收集、打包。
25、本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本发明通过纳米粒径的不同组分溶解反应，再通过烘干得到纳米级别的一级物料，之后将微米级别的二级物料及其余中间物料（粘结剂和导电剂等）充分混合，然后进行烧结作业，使得一级物料和二级物料在中间物料的作用下发生反应，最终形成所需的三元正极材料。本发明所制得的三元正极材料由于存在两种不同粒径跨度的组分，且在中间物料的作用下，这两种粒径跨度较大的组分反应后具有极强的稳定性；在充放电过程中，晶格的异向运动趋势被附近的大粒径的组分所吸收，进而能够有效地避免晶界发生开裂的情况，延缓电池性能衰减。而且本发明通过整个制备系统来进行该高性能三元正极材料的制备，不仅提高了制备的效率，而且所制备的产品的精度极高，并降低了作业的强度。综上可知，本发明能够有效地降低晶格变化的程度，避免了晶界发生开裂的问题，提高了电池的性能，延长了电池的使用寿命，并且防止了出现安全隐患。