[实用新型]一种锂离子电池三元材料前驱体的制备装置

说明书

本实用新型公开了一种锂离子电池三元材料前驱体的制备装置，包括第一反应釜和第二反应釜；所述第一反应釜设置有短导流筒、第一氨水进料管、第一碱液进料管、第一混合盐进料管、第一搅拌轴和浆料出料管。第二反应釜设置有长导流筒、第二氨水进料管、第二碱液进料管、第二混合盐进料管、第二搅拌轴和浆料进料管，所述浆料进料管与所述浆料出料管相连通。本实用新型的锂离子电池三元材料前驱体的制备装置在制备锂离子电池三元材料前驱体时，在第一反应釜中三元材料前驱体生成晶核，并在其成长为长大成熟的三元材料前驱体颗粒后进入第二反应釜中继续长大，避免了成品中微粉的产生。

技术领域

本实用新型属于锂离子电池正极材料技术领域，尤其涉及一种锂离子电池三元材料前驱体的制备装置。

背景技术

锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、无记忆效应和电化学性能高等优点，在便携式电子设备、电动汽车和混合动力汽车中得到广泛应用。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料，三元材料以其高的能量密度在新能源汽车及电动工具等行业备受关注，而三元材料的的电性能在很大程度受三元材料前驱体的影响，尤其是三元材料前驱体的粒度分布直接决定三元正极材料的粒度分布，粒度分布均匀的前驱体制备的三元材料具有更好的循环性能和高温性能。

现阶段制备镍钴锰三元材料前驱体的主要有两种工艺：其一为间歇工艺，是先将镍钴锰盐混合溶液与沉淀剂、络合剂共沉淀结晶，静置、陈化，待反应釜浆料中的粒度达到要求后一次卸出，间歇工艺所制备的三元材料前驱体的粒径大小均匀，粒径一致性好，粒径分布窄，但生产的连续性差，产品压实密度低，各批次之间的产品波动性大。其二为连续工艺，是在镍钴锰盐混合溶液与沉淀剂、络合剂共沉淀结晶的同时采用溢流的方式。连续生产工艺中部分部分三元材料前驱体颗粒在反应釜中停留时间短，得不到充分长大便溢流出反应釜，导致产品中细小颗粒多；另一部分三元材料前驱体颗粒停留在反应釜中过度成长，而出现较大颗粒。所以连续法生产的三元材料前驱体粒径分布宽，产品中微粉多，小于1µm、2µm、3µm的颗粒比例大。连续生产工艺所制得的三元材料前驱体虽然压实密度高，但是其粒径分布宽，且微粉较多。这些微粉小颗粒在电池中容易过充，从而导致电池容量低，容量衰减快。

实用新型内容

本实用新型的目的为：提供一种锂离子电池三元材料前驱体的制备装置，由此制备的三元材料前驱体压实密度高，且微粉少。

本实用新型的技术方案为：

一种锂离子电池三元材料前驱体的制备装置，包括第一反应釜和第二反应釜；所述第一反应釜中设置有短导流筒、第一氨水进料管、第一碱液进料管、第一混合盐进料管、第一搅拌轴和浆料出料管，所述短导流筒的顶部固定在所述第一反应釜的顶部，所述短导流筒的长度小于所述第一反应釜高度的一半；所述第一氨水进料管、所述第一碱液进料管和所述第一混合盐进料管的出口位置不低于所述短导流筒的出口；所述短导流筒上设置有导流窗口，所述导流窗口设置在所述短导流筒的中部；所述第一搅拌轴上从上到下依次安装有上搅拌叶和下搅拌叶；所述上搅拌叶设置在所述短导流筒出口处；所述浆料出料管的进浆口设置在所述下搅拌叶的下方；所述第二反应釜中设置有长导流筒、第二氨水进料管、第二碱液进料管、第二混合盐进料管、第二搅拌轴和浆料进料管，所述长导流筒的顶部固定在所述第二反应釜的顶部，所述长导流筒的长度大于所述第二反应釜高度的一半；所述长导流筒上设置有上窗口和下窗口；所述第二搅拌轴上从上到下依次安装有上叶片和下叶片；所述上叶片设置在所述长导流筒内，所述下叶片、所述浆料进料管的出口、所述第二氨水进料管的出口、所述第二碱液进料管的出口和所述第二混合盐进料管的出口均位于所述长导流筒的出口处；所述浆料进料管与所述浆料出料管相连通。