一種類球形鈷酸鋰材料的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種類球形鈷酸鋰材料的制備工藝，包括如下步驟：原料配比、干式混合；壓片造粒；一次焙燒；破粉、混合；二次焙燒；過篩、除鐵、包裝。本發(fā)明在于將干式混合的物料通過壓片機(jī)進(jìn)行壓片造粒，物料在對輥輥輪的擠壓下將空氣排出，物料由蓬松狀變的致密，從而提高物料的堆積密度。在使用壓片后的物料進(jìn)行一次燒結(jié)加料時(shí)，可以增加一次燒結(jié)的加料量，相同的燒結(jié)條件下，物料產(chǎn)出也明顯增加。通過壓片造?？梢栽黾逾捤徜嚨漠a(chǎn)能，另一方面也能降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種類球形鈷酸鋰材料的制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明具體涉及一種類球形鈷酸鋰材料的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著便攜式電子設(shè)備如手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等便攜移動電子設(shè)備迅猛發(fā)展，能源市場對可再生的、高能量、長壽命的電池需求量越來越大。鋰離子電池是迄今為止已經(jīng)實(shí)用化的電池中電壓最高、能量密度最大的電池，具有良好的發(fā)展前景。
[0003]但隨著智能手機(jī)的迅猛發(fā)展，客戶對鈷酸鋰材料的訂單需求量和對材料的密度要求越來越高，所以進(jìn)一步提高鈷酸鋰材料的單位產(chǎn)量和提升產(chǎn)品振實(shí)密度是鈷酸鋰進(jìn)一步的發(fā)展方向。
[0004]鑒于此，確有必要對傳統(tǒng)的鈷酸鋰工藝通過調(diào)整進(jìn)行改性，使得鈷酸鋰的振實(shí)密度得以提高，同時(shí)又能夠提高鈷酸鋰的單位產(chǎn)量，有利于降低成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明提供一種類球形鈷酸鋰材料的制備工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的產(chǎn)品振實(shí)密度偏低、粒度Dmin不穩(wěn)定的技術(shù)問題，以及解決產(chǎn)能無法提升的技術(shù)問題。
[0006]技術(shù)方案:一種類球形鈷酸鋰材料的制備工藝，包括如下步驟: (1)、原料配比、干式混合:將氧化鈷、碳酸鋰、摻雜劑按50:25:1的重量比進(jìn)行配比，混合后的L1、Co的摩爾比為0.9-1.5 ；
(2)、壓片造粒:將混合后的材料投入進(jìn)壓片機(jī)裝料倉，同時(shí)開啟裝料倉攪拌器、送料管內(nèi)螺旋、對輥滾輪，在打開第一閥門，關(guān)閉第二閥門和第三閥門的狀態(tài)下，裝料倉內(nèi)的攪拌器開始攪拌，在打開第二閥門，關(guān)閉第三閥門的狀態(tài)下，物料通過螺旋進(jìn)行輸送，在打開第三閥門的狀態(tài)下，物料通過對輥輥輪進(jìn)行壓片，壓片機(jī)連續(xù)工作的狀態(tài)下，對輥輥輪連續(xù)壓片造粒，使得物料有膨松狀變的密實(shí)，保證產(chǎn)品的造粒效果；
(3)、一次焙燒:將壓片后的物料加入到電加熱推板窯，窯爐內(nèi)保持通氣狀態(tài)(空氣或氧氣)，控制焙燒溫度:500° -1100。，焙燒時(shí)間:22h-42h ;
(4)、破粉、混合:上述物料經(jīng)過降溫，破粉后得到激光粒度Dmin:2.0-4.0m, D50:9.0-14.0 μ m的產(chǎn)品,破粉后物料安排進(jìn)行用錐形混合罐進(jìn)行混合60min-90min;
(5)、二次焙燒:將混合后的物料加入到電加熱推板窯，控制焙燒溫度:150°-700°，焙燒時(shí)間:16h-35h ；
(6)、過篩、除鐵、包裝:上述物料經(jīng)降溫后進(jìn)行過篩、除鐵、包裝處理激光粒度Dmin:2.0-4.0ym、D50:11.0-14.0 μ m，振實(shí)密度> 2.65 g/cm3的類球形鈷酸鋰產(chǎn)品。
[0007]作為優(yōu)化:壓片機(jī)是一組料倉，料倉內(nèi)設(shè)有攪拌器；料倉與對輥輥輪中間的料管，輸送管內(nèi)設(shè)有螺旋，用于物料旋轉(zhuǎn)輸送；對輥輥輪，下料管的設(shè)備。
[0008]作為優(yōu)化:使用干混后材料最佳，同時(shí)壓片機(jī)與物料接觸面為非金屬材質(zhì)，通過壓片后材料由疏松狀變的致密，材料的密度、強(qiáng)度得到提高。[0009]作為優(yōu)化:攪拌器轉(zhuǎn)速設(shè)定區(qū)間為:80轉(zhuǎn)/min-200轉(zhuǎn)/min、對輥滾輪間距:
0.8mm~2.2mm、對棍滾輪轉(zhuǎn)速:3 轉(zhuǎn) /min-15 轉(zhuǎn) /min。
[0010]有益效果:本發(fā)明在于將干式混合的物料通過壓片機(jī)進(jìn)行壓片造粒，物料在對輥輥輪的擠壓下將空氣排出，物料由蓬松狀變的致密，從而提高物料的堆積密度。在使用壓片后的物料進(jìn)行一次燒結(jié)加料時(shí)，可以增加一次燒結(jié)的加料量，相同的燒結(jié)條件下，物料產(chǎn)出也明顯增加。通過壓片造?？梢栽黾逾捤徜嚨漠a(chǎn)能，另一方面也能降低生產(chǎn)成本。
[0011]同時(shí)，物料經(jīng)過壓片后堆積密度得到提高，在經(jīng)過窯爐燒結(jié)后密度會得到進(jìn)一步提升，同時(shí)也會物料間團(tuán)聚更加緊密，強(qiáng)度也會得到提高，后續(xù)進(jìn)行破碎粉碎、混合、二次燒結(jié)、過篩、除鐵、包裝。在干混后增加壓片工藝，既可以提高產(chǎn)品的振實(shí)密度和粒度Dmin，又可以增加鈷酸鋰的產(chǎn)能，從而降低生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0013]具體實(shí)施例1:
一種類球形鈷酸鋰材料的制備工藝，包括如下步驟:
(1)、原料配比、干式混合:將氧化鈷、碳酸鋰、摻雜劑按50:25:1的重量比進(jìn)行配比，混合后的L1、Co的摩爾比為0.9 ;
(2)、壓片造粒:將混合后的材料投入進(jìn)壓片機(jī)裝料倉，同時(shí)開啟裝料倉攪拌器、送料管內(nèi)螺旋、對輥滾輪，在打開第一閥門，關(guān)閉第二閥門和第三閥門的狀態(tài)下，裝料倉內(nèi)的攪拌器開始攪拌，在打開第二閥門，關(guān)閉第三閥門的狀態(tài)下，物料通過螺旋進(jìn)行輸送，在打開第三閥門的狀態(tài)下，物料通過對輥輥輪進(jìn)行壓片，壓片機(jī)連續(xù)工作的狀態(tài)下，對輥輥輪連續(xù)壓片造粒，使得物料有膨松狀變的密實(shí)，保證產(chǎn)品的造粒效果；其中，壓片機(jī)是一組料倉，料倉內(nèi)設(shè)有攪拌器；料倉與對輥輥輪中間的料管，輸送管內(nèi)設(shè)有螺旋，用于物料旋轉(zhuǎn)輸送；對輥輥輪，下料管的設(shè)備。使用干混后材料最佳，同時(shí)壓片機(jī)與物料接觸面為非金屬材質(zhì)，通過壓片后材料由疏松狀變的致密，材料的密度、強(qiáng)度得到提高。攪拌器轉(zhuǎn)速設(shè)定區(qū)間為:80轉(zhuǎn)/min、對棍滾輪間距:0.8mm、對棍滾輪轉(zhuǎn)速:3轉(zhuǎn)/min ；
(3 )、一次焙燒:將壓片后的物料加入到電加熱推板窯，窯爐內(nèi)保持通氣狀態(tài)(空氣或氧氣)，控制焙燒溫度:500。，焙燒時(shí)間:22h ；
(4)、破粉、混合:上述物料經(jīng)過降溫，破粉后得到激光粒度Dmin:2.0m, D50:9.0 μ m的產(chǎn)品，破粉后物料安排進(jìn)行用錐形混合罐進(jìn)行混合60min ；
(5)、二次焙燒:將混合后的物料加入到電加熱推板窯，控制焙燒溫度:150°，焙燒時(shí)間:16h ；
(6)、過篩、除鐵、包裝:上述物料經(jīng)降溫后進(jìn)行過篩、除鐵、包裝處理激光粒度Dmin:
2.0ym、D50:11.0 μ m，振實(shí)密度> 2.65 g/cm3的類球形鈷酸鋰產(chǎn)品。
[0014]具體實(shí)施例2:
一種類球形鈷酸鋰材料的制備工藝，包括如下步驟:
(1)、原料配比、干式混合:將氧化鈷、碳酸鋰、摻雜劑按50:25:1的重量比進(jìn)行配比，混合后的L1、Co的摩爾比為1.5 ；
(2)、壓片造粒:將混合后的材料投入進(jìn)壓片機(jī)裝料倉，同時(shí)開啟裝料倉攪拌器、送料管內(nèi)螺旋、對輥滾輪，在打開第一閥門，關(guān)閉第二閥門和第三閥門的狀態(tài)下，裝料倉內(nèi)的攪拌器開始攪拌，在打開第二閥門，關(guān)閉第三閥門的狀態(tài)下，物料通過螺旋進(jìn)行輸送，在打開第三閥門的狀態(tài)下，物料通過對輥輥輪進(jìn)行壓片，壓片機(jī)連續(xù)工作的狀態(tài)下，對輥輥輪連續(xù)壓片造粒，使得物料有膨松狀變的密實(shí)，保證產(chǎn)品的造粒效果；其中，壓片機(jī)是一組料倉，料倉內(nèi)設(shè)有攪拌器；料倉與對輥輥輪中間的料管，輸送管內(nèi)設(shè)有螺旋，用于物料旋轉(zhuǎn)輸送；對輥輥輪，下料管的設(shè)備。使用干混后材料最佳，同時(shí)壓片機(jī)與物料接觸面為非金屬材質(zhì)，通過壓片后材料由疏松狀變的致密，材料的密度、強(qiáng)度得到提高。攪拌器轉(zhuǎn)速設(shè)定區(qū)間為:200轉(zhuǎn)/min、對棍滾輪間距:2.2mm、對棍滾輪轉(zhuǎn)速:15轉(zhuǎn)/min ；
(3)、一次焙燒:將壓片后的物料加入到電加熱推板窯，窯爐內(nèi)保持通氣狀態(tài)(空氣或氧氣)，控制焙燒溫度:1100°，焙燒時(shí)間:42h ；
(4)、破粉、混合:上述物料經(jīng)過降溫，破粉后得到激光粒度Dmin:4.0m、D50:14.0 μ m的產(chǎn)品，破粉后物料安排進(jìn)行用錐形混合罐進(jìn)行混合90min;
(5)、二次焙燒:將混合后的物料加入到電加熱推板窯，控制焙燒溫度:700°，焙燒時(shí)間:35h ；
(6)、過篩、除鐵、包裝:上述物料經(jīng)降溫后進(jìn)行過篩、除鐵、包裝處理激光粒度Dmin:
4.0ym、D50:14.0 μ m，振實(shí)密度> 2.65 g/cm3的類球形鈷酸鋰產(chǎn)品。
[0015]具體實(shí)施例3:
一種類球形鈷酸 鋰材料的制備工藝，包括如下步驟:
(1)、原料配比、干式混合:將氧化鈷、碳酸鋰、摻雜劑按50:25:1的重量比進(jìn)行配比，混合后的L1、Co的摩爾比為1.3 ;
(2)、壓片造粒:將混合后的材料投入進(jìn)壓片機(jī)裝料倉，同時(shí)開啟裝料倉攪拌器、送料管內(nèi)螺旋、對輥滾輪，在打開第一閥門，關(guān)閉第二閥門和第三閥門的狀態(tài)下，裝料倉內(nèi)的攪拌器開始攪拌，在打開第二閥門，關(guān)閉第三閥門的狀態(tài)下，物料通過螺旋進(jìn)行輸送，在打開第三閥門的狀態(tài)下，物料通過對輥輥輪進(jìn)行壓片，壓片機(jī)連續(xù)工作的狀態(tài)下，對輥輥輪連續(xù)壓片造粒，使得物料有膨松狀變的密實(shí)，保證產(chǎn)品的造粒效果；其中，壓片機(jī)是一組料倉，料倉內(nèi)設(shè)有攪拌器；料倉與對輥輥輪中間的料管，輸送管內(nèi)設(shè)有螺旋，用于物料旋轉(zhuǎn)輸送；對輥輥輪，下料管的設(shè)備。使用干混后材料最佳，同時(shí)壓片機(jī)與物料接觸面為非金屬材質(zhì)，通過壓片后材料由疏松狀變的致密，材料的密度、強(qiáng)度得到提高。攪拌器轉(zhuǎn)速設(shè)定區(qū)間為:150轉(zhuǎn)/min、對棍滾輪間距:1.9mm、對棍滾輪轉(zhuǎn)速:9轉(zhuǎn)/min ；
(3)、一次焙燒:將壓片后的物料加入到電加熱推板窯，窯爐內(nèi)保持通氣狀態(tài)(空氣或氧氣)，控制焙燒溫度:900。，焙燒時(shí)間:29h ；
(4)、破粉、混合:上述物料經(jīng)過降溫，破粉后得到激光粒度Dmin:3.0m、D50:11.0 μ m的產(chǎn)品，破粉后物料安排進(jìn)行用錐形混合罐進(jìn)行混合SOmin ；
(5)、二次焙燒:將混合后的物料加入到電加熱推板窯，控制焙燒溫度:550°，焙燒時(shí)間:25h ；
(6)、過篩、除鐵、包裝:上述物料經(jīng)降溫后進(jìn)行過篩、除鐵、包裝處理激光粒度Dmin:
3.0 μ m、D50:13.0 μ m，振實(shí)密度> 2.65 g/cm3的類球形鈷酸鋰產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種類球形鈷酸鋰材料的制備工藝，其特征在于:包括如下步驟: (1)、原料配比、干式混合:將氧化鈷、碳酸鋰、摻雜劑按50:25:1的重量比進(jìn)行配比，混合后的L1、Co的摩爾比為0.9-1.5 ； (2)、壓片造粒:將混合后的材料投入進(jìn)壓片機(jī)裝料倉，同時(shí)開啟裝料倉攪拌器、送料管內(nèi)螺旋、對輥滾輪，在打開第一閥門，關(guān)閉第二閥門和第三閥門的狀態(tài)下，裝料倉內(nèi)的攪拌器開始攪拌，在打開第二閥門，關(guān)閉第三閥門的狀態(tài)下，物料通過螺旋進(jìn)行輸送，在打開第三閥門的狀態(tài)下，物料通過對輥輥輪進(jìn)行壓片，壓片機(jī)連續(xù)工作的狀態(tài)下，對輥輥輪連續(xù)壓片造粒，使得物料有膨松狀變的密實(shí)，保證產(chǎn)品的造粒效果； (3)、一次焙燒:將壓片后的物料加入到電加熱推板窯，窯爐內(nèi)保持通氣狀態(tài)(空氣或氧氣)，控制焙燒溫度:500° -1100。，焙燒時(shí)間:22h-42h ; (4)、破粉、混合:上述物料經(jīng)過降溫，破粉后得到激光粒度Dmin:2.0-4.0m, D50:9.0-14.0 μ m的產(chǎn)品,破粉后物料安排進(jìn)行用錐形混合罐進(jìn)行混合60min-90min; (5)、二次焙燒:將混合后的物料加入到電加熱推板窯，控制焙燒溫度:150°-700°，焙燒時(shí)間:16h-35h ； (6)、過篩、除鐵、包裝:上述物料經(jīng)降溫后進(jìn)行過篩、除鐵、包裝處理激光粒度Dmin:2.0-4.0 μ m, D50:11.0-14.0 μ m，振實(shí)密度> 2.65 g/cm3的類球形鈷酸鋰產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類球形鈷酸鋰材料的制備工藝，其特征在于:壓片機(jī)是一組料倉，料倉內(nèi)設(shè)有攪拌器；料倉與對輥輥輪中間的料管，輸送管內(nèi)設(shè)有螺旋，用于物料旋轉(zhuǎn)輸送；對輥輥輪，下料管的設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類球形鈷酸鋰材料的制備工藝，其特征在于:作為優(yōu)選，使用干混后材料最佳，同時(shí)壓片機(jī)與物料接觸面為非金屬材質(zhì)，通過壓片后材料由疏松狀變的致密，材料的密度、強(qiáng)度得到提高。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類球形鈷酸鋰材料的制備工藝，其特征在于:攪拌器轉(zhuǎn)速設(shè)定區(qū)間為:80轉(zhuǎn)/min-200轉(zhuǎn)/min、對棍滾輪間距:0.8mm_2.2mm、對棍滾輪轉(zhuǎn)速:3轉(zhuǎn)/min-15 轉(zhuǎn) /min。
【文檔編號】C01G51/00GK104016420SQ201410284568
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】周貴海, 李魁, 章建豐 申請人:南通瑞翔新材料有限公司