[实用新型]一种超低含水量的磷酸铁锂电池材料的烘干包装系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微纳米级超低含水量的磷酸铁锂电池材料的烘干包装系统。

背景技术

磷酸铁锂由于其结构稳定，特别是在安全性和循环性能方面具有无可比拟的优势，逐渐成为动力电池和储能电池的最佳选择。在当前已经产业化的锂离子电池正极材料中，钴酸锂和锰酸锂存在易爆炸、循环寿命短、高温循环差等严重问题阻碍了其在动力电池中的应用，而磷酸铁锂（LiFePO₄）以其热稳定性能好、循环寿命可超过2000次、价格低廉、环保等特点，解决了高安全、大容量、长寿命动力锂离子电池的技术瓶颈，较传统的铅酸电池相比，使用寿命长达10年以上、重量轻便、无污染、免回收等优点，是最佳的电动汽车用动力电池正极材料。磷酸铁锂电池具有广阔的应用前景，除用于纯电动汽车、混合动力汽车、插入式电动汽车、电动自行车的领域，它还可以广泛地应用在风、光发电储能电池及电动工具、电动玩具等小型民用电池等领域。

但磷酸铁锂电池材料存在比表面积大易吸潮的问题急需解决。磷酸铁锂由于自身导电性差，纯相电导率仅为10^-9S/cm，目前通用的方法也是比较有效的办法是在磷酸铁锂表面包覆碳，改性提高电导率到10^-2～10^-3 S/cm，但包覆碳的同时带来另一个问题，比表面积被大大提高，一般在10～20m²/g，易吸收空气中的水分，使得生产出的磷酸铁锂产品水含量将达到0.2%或更高。此外还存在密度小（松装密度0.3～0.6g/cm³），粒度小（平均粒径在1～5微米），易起尘等一系列问题。

由于后续的锂电池生产过程严控水分，需要磷酸铁锂产品的水含量低于500ppm甚至更低，所以降低产品中水含量显得尤为重要。减少产品中水含量的方法一般是进行电加热烘烤除水，目前大部分均是间歇式的烘烤炉中进行升温、加热、降温过程，否则采用其他办法无法将水含量降低500ppm以下。

但上述普遍采用的间歇式烘烤，存在时间长、产量低，效率低下、劳动强度大、操作环境恶劣等问题，不利于降低磷酸铁锂材料的生产成本和大规模产业化。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种更高效率效率、方便快捷的超低含水量的磷酸铁锂电池材料的烘干包装系统。

本实用新型的目的可以通过如下措施来达到：一种超低含水量的磷酸铁锂电池材料的烘干包装系统，其特征在于带加热套的锥形干燥机1下端出料口连接螺旋输料器2，螺旋输料器2连接超声波振动筛3，超声波振动筛3出料口连接螺旋输料器4，螺旋输料器4出料口连接料仓5，料仓5连接自动包装机6，料仓5和自动包装机6置于干燥间7中。 

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的锥形干燥机1外部有加热套，内部有搅拌装置。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的锥形干燥机1采用外加热，可使物料被加热至100～300℃。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的螺旋输料器2带冷却装置，螺旋输料器4带冷却装置或不带冷却装置。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的干燥间7湿度控制到20%以下。

本实用新型同已有技术相比可产生如下积极效果：1）本系统物料处于密闭环境，物料不外泄，操作环境好；2）本系统可以将微纳米级粉末电池材料在混合的过程中快速烘干到超低含水量；3）本系统生产的产品产品品质高，经过筛网除掉粗颗粒和杂物；4）设备操作简单，劳动强度低，生产效率高。

附图说明

图1 是本实用新型生产系统的设备连接关系示意图，其中：1、带加热套的锥形干燥机，2、螺旋输料器，3、超声波振动筛，4、螺旋输料器，5、料仓，6、自动包装机，7、干燥间。

具体实施方式

实施例：一种超低含水量的磷酸铁锂电池材料的烘干包装系统（如图1所示），带加热套的锥形干燥机1下端出料口连接螺旋输料器2，螺旋输料器2连接超声波振动筛3，超声波振动筛3出料口连接螺旋输料器4，螺旋输料器4出料口连接料仓5，料仓5连接自动包装机6，料仓5和自动包装机6置于干燥间7中。 

具体操作如下：需要干燥除水的磷酸铁锂粉末材料，装入带加热套的锥形干燥机1中，开启搅拌器，并在干燥机中持续通入氮气做保护气体，同时开启加热装置，保证干燥机中物料温度在150-180℃，物料被加热1-6小时，水分蒸发后通过干燥机上部排气口被氮气不断带出，物料逐渐干燥，水分含量达到200ppm以下，停止加热。待物料自然冷却到100℃以下时，开启螺旋输料器2、超声波振动筛3、螺旋输料器4和自动包装机6，物料被带冷却装置的螺旋输料器2提升的同时冷却到50℃以下，经过150目的超声波振动筛筛分，去除粗颗粒和杂物后，被螺旋输料器4提升到湿度小于20%的干燥房中的料仓5内，此时物料温度可以达到30℃以下，经自动包装机装袋封装即为成品。经过本系统混合、干燥后的物料均匀，水含量可达到200ppm以下。