沉降反應(yīng)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種沉降反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)罐和與反應(yīng)罐相連通的沉降罐，沉降罐內(nèi)從底部至頂部依序分為沉降段和清液腔，沉降段內(nèi)設(shè)置有沉降裝置，沉降裝置固定于沉降段的內(nèi)壁上，沉降裝置上設(shè)有清液可以通過的通道，沉降裝置對物料所施加力，力的方向與物料所受重力方向相同。本實用新型提供的沉降反應(yīng)釜通過在沉降罐內(nèi)增設(shè)遮流板，對容于液體中的粉料產(chǎn)生阻擋作用，再結(jié)合重力的作用，提高粉料顆粒所受向下力，從而使物料快速分層，加快物料沉降速度。提高生產(chǎn)效率，縮短工作時間。
【專利說明】沉降反應(yīng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋰電池二次電池領(lǐng)域，特別地，涉及一種沉降反應(yīng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池二次電池比其他可充電電池體系具有更高的能量密度，應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛。目前常用的鋰電池正極材料，如鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰等，工作電壓普遍偏低，最高僅為4。35V。而鎳錳二元酸鋰正極材料的工作電壓可達5V。二元前驅(qū)體的形狀、振實密度、粒度大小、比表面積、化合價態(tài)等各項性能穩(wěn)定，有利于提高所得二元材料的各項性能。濕法合成二元前驅(qū)體過程中的固含量直接關(guān)系到所得二元材料的粒徑大小。
[0003]現(xiàn)有用來控制固含量的設(shè)備為在反應(yīng)釜下部開孔，并與沉降罐相連通。物料在沉降罐內(nèi)僅受重力作用，沉降緩慢。采用該設(shè)備物料一旦進入沉降罐，無法直接回到反應(yīng)釜中。同時物料進入沉降罐后沉降時間較長，沉降完成后，反應(yīng)物溫度下降較多，即使沉降后的物料再回到反應(yīng)釜中也會由于溫度的差異，導(dǎo)致合成出的二元電池材料晶型不均一，影響材料的物理性能。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型目的在于提供一種沉降反應(yīng)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中物料沉降緩慢、沉降觀測中物料溫度降低過多的技術(shù)問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種沉降反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)罐和與反應(yīng)罐相連通的沉降罐，沉降罐內(nèi)從底部至頂部依序分為沉降段和清液腔，沉降段內(nèi)設(shè)置有沉降裝置，沉降裝置固定于沉降段的內(nèi)壁上，沉降裝置上設(shè)有清液可以通過的通道，沉降裝置對物料所施加力，力的方向與物料所受重力方向相同。
[0006]進一步地，沉降裝置為多個遮液板，遮液板的固定端固定于沉降端的內(nèi)壁上，遮液板的自由端向沉降罐的底面方向延伸形成。
[0007]進一步地，兩兩遮液板相對設(shè)置，相對設(shè)置的遮液板的固定端錯位排布。
[0008]進一步地，任一遮液板的自由端伸入相對設(shè)置的遮液板的自由端下。
[0009]進一步地，沉降段的頂部設(shè)有濾液板，濾液板的外緣固定于沉降段的內(nèi)壁上。
[0010]進一步地，濾液板上濾孔的孔徑為30um。
[0011]進一步地，沉降裝置為多個開孔濾板，開孔濾板的外緣間隔固定于沉降端的內(nèi)壁上，開孔濾板上設(shè)有孔。
[0012]進一步地，任兩開孔濾板上開設(shè)的孔彼此錯開。
[0013]進一步地，連通反應(yīng)罐和沉降罐之間的管路側(cè)壁上開設(shè)有第二出液口，第二出液口通過回液管與反應(yīng)罐相連通；或回液管上設(shè)有第二閥和隔膜泵，第二閥較隔膜泵靠近第二出液口 ；或連通反應(yīng)罐和沉降罐之間的管路上設(shè)有第一閥。
[0014]進一步地，還包括加熱層和保溫層，反應(yīng)罐、沉降罐和連通反應(yīng)罐和沉降罐之間的管路的外壁上均設(shè)有加熱層，保溫層設(shè)置于加熱層。
[0015]本實用新型具有以下有益效果:
[0016]本實用新型提供的沉降反應(yīng)釜通過在沉降罐內(nèi)增設(shè)遮流板，對容于液體中的粉料產(chǎn)生阻擋作用，再結(jié)合重力的作用，提高粉料顆粒所受向下力，從而使物料快速分層，加快物料沉降速度。提高生產(chǎn)效率，縮短工作時間。
[0017]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1是本實用新型優(yōu)選實施例的沉降反應(yīng)裝置示意圖。
[0020]圖例說明:
[0021]100、反應(yīng)罐；210、第一出液口 ；211、第一閥；220、第二出液口 ；221、第二閥；222、隔膜泵;223、回液管;300、沉降罐；310、遮液板；320、濾板；330、清液腔；340、抽液管；410、加熱層；420、保溫層。

【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細(xì)說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0023]參見圖1，本實用新型提供的沉降反應(yīng)裝置包括反應(yīng)罐100和與反應(yīng)罐100相連通的沉降罐300。反應(yīng)罐100內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置(圖中未示出)。反應(yīng)罐100安裝于支架(圖中未示出)上，支架放置于地面上。反應(yīng)罐100的下部側(cè)壁上設(shè)有第一出液口 210。沉降罐300的通過管道與第一出液口 210相連通。
[0024]在另一實施例中，沉降罐300的下部側(cè)壁相對第一出液口 210處開設(shè)有進液口，以便二者相互連通。第一出液口 210與沉降罐300上的進液口相對，能縮短連通所用管路。
[0025]連接反應(yīng)罐100和沉降罐300的管道上設(shè)有第一閥211。方便控制液流方向。沉降罐300從底部到頂部依次設(shè)置沉降段、清液腔330和抽液管340。物料進入沉降罐300后首先在沉降段內(nèi)受到重力的作用，粉料顆粒向下運動。為了加大重力作用的效果，還可以在沉降段內(nèi)增設(shè)各種沉降裝置。沉降裝置固定于沉降段的內(nèi)壁上，沉降裝置上設(shè)有清液可以通過的通道。沉降裝置能對進入沉降罐300內(nèi)的物料施加力，該力的方向與重力方向相同。
[0026]在一實施例中，沉降段內(nèi)設(shè)有多個遮液板310。遮液板310沿豎直方向均勻排布于沉降罐300的內(nèi)壁上。遮液板310的一端為固定端固定于沉降罐300的內(nèi)壁上，另一端為自由端向沉降罐300的底面方向自由延伸形成。遮液板310可以平行于沉降罐300的底面設(shè)置，也可以是遮液板310的自由端向沉降罐300的頂面傾斜設(shè)置。均可起到阻擋物料中粉料顆粒，施于其一個向下推力的作用。
[0027]在另一實施例中，每個遮液板310固定端錯位排布。每個遮液板310的自由端均伸入另一遮液板310的下方。這這樣排布遮液板310能增加遮液板310與液體中粉料顆粒的接觸面積和機會，減少未受到遮液板310阻擋的顆粒直接在液流被帶入沉降罐300的上部。提尚沉降效率。
[0028]在另一實施例中，沉降罐300的沉降段內(nèi)設(shè)有多個開孔濾板。開孔濾板的外緣固定于沉降罐300的內(nèi)壁上。開孔濾板上設(shè)有孔，以利于物料和清液通過，防止物料阻塞。開孔濾板與沉降罐300的底面平行。開孔濾板上濾孔的孔徑可以均為50um也可也是從沉降罐300的底面向頂面逐漸減小(從150um?30um)。
[0029]在另一實施例中，任兩開孔濾板上所開孔相互錯位。使得物料在沉降段內(nèi)多次與開孔濾板形成多次碰撞，提高沉降速度和沉降量。
[0030]在另一實施例中，沉降段的上部還設(shè)有濾板320。濾板320上的濾孔孔徑為30um。濾板320的外緣固定于沉降罐300的內(nèi)壁上，粉料顆粒經(jīng)過遮液板310后均需經(jīng)過濾板320過濾才可進入清液腔330內(nèi)。提高經(jīng)過沉降后所得清液的純凈度，減少清液中粉料顆粒含量，同時濾板320也可以對物料中的粉料顆粒起到擠壓和阻擋作用，施于其一個向下運動的力，促進其向下運動。
[0031]清液腔330的側(cè)壁上開設(shè)開口并通入抽液管340。用于將浸入清液腔330內(nèi)的清液及時抽走，利于后續(xù)物料的沉降。
[0032]為了使沉降后的物料還能回到反應(yīng)罐100內(nèi)進行反應(yīng)，在連通第一出液口 210和沉降罐300的管道側(cè)壁上開設(shè)第二出液口 220。第二出液口 220流出的物料經(jīng)過回液管223后從反應(yīng)罐100的頂部回流入反應(yīng)罐100內(nèi)?；匾汗?23上還間隔設(shè)有第二閥221和隔膜泵222。以便對沉降后處于沉降罐300底部的物料提升泵送進入反應(yīng)罐100內(nèi)。
[0033]在另一實施例中，為了保證沉降過程中物料的溫度降低較少，還可以在沉降罐300、反應(yīng)罐100和連通二者的管路外壁上均設(shè)置保溫結(jié)構(gòu)。
[0034]在另一實施例中，保溫結(jié)構(gòu)可以為緊貼反應(yīng)罐100、沉降罐300和管路外壁的加熱層410和保溫層420組成。加熱層410內(nèi)可以通入溫度較高的傳熱介質(zhì)如水等液體，傳熱介質(zhì)在加熱層410內(nèi)循環(huán)流動，持續(xù)對反應(yīng)罐100、沉降罐300和管路傳導(dǎo)熱量。同時設(shè)置于加熱層410外的保溫層420既對加熱層410內(nèi)的加熱介質(zhì)保溫，同時也對物料保溫。溫度較高時顆粒運動較活躍，顆粒更加容于以沉降段內(nèi)的沉降裝置接觸、碰撞，在受到向下沉降的力后，運動速度也更快，因而使用保溫裝置后沉降罐300內(nèi)物料的沉降速度更快。保溫裝置也可以為其他常用的加熱裝置如板式換熱器等。
[0035]使用時，反應(yīng)罐100內(nèi)密閉的情況下進行反應(yīng)。加熱層410內(nèi)通入加熱介質(zhì)，同時對沉降罐300和管路進行預(yù)熱。反應(yīng)罐100內(nèi)首先進行生產(chǎn)二元電池材料的反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，打開第一閥211關(guān)閉第二閥221，反應(yīng)完的物料從第一出液口 210進入沉降罐300內(nèi)進行沉降。物料中的粉末顆粒在沉降段內(nèi)發(fā)生沉降。隨著物料的通入，清液腔330內(nèi)的清液量逐漸增加。當(dāng)清液腔330內(nèi)的清液量填滿清液腔330后，開啟抽液管340將清液抽走。在整個沉降過程中，抽液管340可以一直開啟?？紤]到節(jié)約能源的需要，當(dāng)沉降接近結(jié)束時，可以關(guān)閉抽液管340。
[0036]沉降完成后處于沉降罐300底部的物料固含量得到提高，采用該裝置進行沉降，沉降速度較快，物料固含量提高效果明顯。關(guān)閉第一閥211并打開第二閥221，再開啟隔膜泵222。通過隔膜泵222將處于沉降罐300底部的物料抽起，通過回液管223泵送入反應(yīng)罐100，實現(xiàn)提尚固化量的物料再次進入反應(yīng)鍾100的目的。
[0037]本實用新型提供的裝置沉降效率得到提高、沉降過程中物料溫度降低，物料固含量提高后，物料中粉料顆粒的粒徑得到增大，便于根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)粉料粒徑，提高粒徑后的粉料還可繼續(xù)進入反應(yīng)罐100內(nèi)進行反應(yīng)。
[0038]本實用新型提供的沉降反應(yīng)裝置不僅僅適用于生產(chǎn)鋰離子電池材料，還可以用于生產(chǎn)各類需要沉降的、提高固含量的物料。固體為顆粒態(tài)的各類物料均可。
[0039]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種沉降反應(yīng)裝置，其特征在于，包括反應(yīng)罐(100)和與所述反應(yīng)罐(100)相連通的沉降罐(300)，所述沉降罐(300)內(nèi)從底部至頂部依序分為沉降段和清液腔(330)， 所述沉降段內(nèi)設(shè)置有沉降裝置，所述沉降裝置固定于所述沉降段的內(nèi)壁上，所述沉降裝置上設(shè)有清液可以通過的通道，所述沉降裝置對物料所施加力，所述力的方向與物料所受重力方向相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述沉降裝置為多個遮液板(310)，所述遮液板(310)的固定端固定于所述沉降端的內(nèi)壁上，所述遮液板(310)的自由端向所述沉降罐(300)的底面方向延伸形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，兩兩所述遮液板(310)相對設(shè)置，相對設(shè)置的所述遮液板(310)的固定端錯位排布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，任一所述遮液板(310)的自由端伸入相對設(shè)置的所述遮液板(310)的自由端下。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述沉降段的頂部設(shè)有濾液板(310)，所述濾液板(310)的外緣固定于所述沉降段的內(nèi)壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述濾液板(310)上濾孔的孔徑為30um。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述沉降裝置為多個開孔濾板，所述開孔濾板的外緣間隔固定于所述沉降端的內(nèi)壁上，所述開孔濾板上設(shè)有孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，任兩所述開孔濾板上開設(shè)的孔彼此錯開。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項所述的裝置，其特征在于，連通所述反應(yīng)罐(100)和所述沉降罐(300)之間的管路側(cè)壁上開設(shè)有第二出液口(220)，所述第二出液口(220)通過回液管(223)與所述反應(yīng)罐(100)相連通； 或所述回液管(223)上設(shè)有第二閥(221)和隔膜泵(222)，所述第二閥(221)較所述隔膜泵(222)靠近所述第二出液口(220); 或連通所述反應(yīng)罐(100)和所述沉降罐(300)之間的管路上設(shè)有第一閥(211)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項所述的裝置，其特征在于，還包括加熱層(410)和保溫層(420)，所述反應(yīng)罐(100)、所述沉降罐(300)和連通所述反應(yīng)罐(100)和所述沉降罐(300)之間的管路的外壁上均設(shè)有所述加熱層(410)，所述保溫層(420)設(shè)置于所述加熱層(410)ο
【文檔編號】B01J19/00GK204261394SQ201420705907
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】曹學(xué)斌, 公偉偉, 宋振偉, 黃海翔, 陳敏, 池田一崇, 宋文鋒 申請人:湖南瑞翔新材料股份有限公司