專利名稱：鋰電池正極或負極制備原料的混合裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋰電池正極或負極制備原料的混合裝置，尤其是一種使用固相合成法的鋰電池正極或負極制備原料的混合裝置。
背景技術：
鋰離子電池的生產是新興的行業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景。固相合成法是一種制備鋰離子電池正(負)極材料的重要方法。以錳酸鋰正極材料的制備過程為例，將Li2CO3 與MnA原料顆?；旌希?00-900°C的高溫煅燒數(shù)小時，即可得到錳酸鋰。以LiCoA正極材料的制備過程為例，將碳酸鋰Li2CO3和鈷的氧化物(如碳酸鈷CoCO3、堿式碳酸鈷 2CoC03 · 3Co (OH)2 · 3H20、氧化亞鈷CoO、氧化鈷Co2O3或Co3O4等)顆粒按比例混合，在空氣氣氛下500-900°C煅燒若干小時固相熱合成制備而成。以鈦酸鋰負極材料的制備過程為例， 將碳酸鋰Li2CO3和鈦的氧化物(如Ti20，TiO, Ti2O3，Ti3O5，Ti4O7，TiO2,碳酸鈦、堿式碳酸鈦等)顆粒按比例混合，在空氣氣氛下500-900°C煅燒若干小時固相熱合成制備而成。固相合成法的主要優(yōu)勢在于工藝十分簡單，制備條件容易控制，然而此方法的產物存在以下缺點 物相不均勻、晶粒無規(guī)則形狀、晶界尺寸較大、粒度分布范圍寬且煅燒時間較長。另外，固相反應合成法所得產物的電化學性能很差，這是由于制備原料未充分接觸，導致了產物局部結構的非均一性所造成的。目前較為成熟的固相合成法中顆?；旌线^程主要是將二至四種粒徑為0. 1-100 μ m鋰電池正(負)極制備原料加入裝有瑪瑙球的球磨機中混合，經過3-5小時后從球磨機中排出。其制備工藝落后，自動化程度低，設備占地面積大，無法實現(xiàn)連續(xù)操作。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種鋰電池正極或負極制備原料的混合裝置，解決原有設備自動化程度低、設備占地面積大、無法實現(xiàn)連續(xù)操作的缺陷，能夠高效、低能耗并能夠實現(xiàn)連續(xù)混合生產。
本發(fā)明的目的是以如下方式實現(xiàn)的它主要由流化床、螺旋給料器、振動電機、螺旋攪拌葉片、螺旋攪拌電機以及沉降室組成，流化床下部設有螺旋給料器；流化床中部設有振動電機；流化床上部內設有螺旋攪拌葉片，螺旋攪拌葉片頂部與螺旋攪拌電機相連；流化床頂部與沉降室相連；沉降室內設有旋風分離器與布袋除塵器，旋風分離器與布袋除塵器與沉降室外側的風機相連；流化床下端設有通氣口，通氣口通入不與鋰電池正極或負極制備原料反應的流化風，沉降室下端設有物料出口。
流化床下部設置兩臺或三臺及三臺以上螺旋給料器，一般不超過六臺；當設有兩臺螺旋給料器時，兩臺螺旋給料器對稱布置，給料方向均向幾何中心方向；當設有三臺及三臺以上螺旋給料器時，各個螺旋給料器均勻布置于流化床下部外表面，給料方向均偏離幾何中心方向，在流化床內形成漩渦。
振動電機均勻布置于流化床中部外表面。
在正極或負極制備原料的混合階段，本發(fā)明通過流化床實現(xiàn)了正極或負極制備原料連續(xù)地混合。與目前利用球磨機實現(xiàn)混合過程的工藝相比，省略了由于使用磨球機所帶來的停機加料，排料過程。同時又避免了球磨機中瑪瑙球殘渣混入正極或負極制備原料而導致正極或負極制備原料純度下降的問題。在提高生產效率的同時也提高了質量。
本發(fā)明能夠獲得更為快速、更為均勻的混合效果。在流化床下部，螺旋給料器的給料方向采用了對沖或漩渦形式能有效地強化正極或負極制備原料的混合效果，而流化床中部布置的振動電機，能夠使流化床內流態(tài)化均勻，無死空隙和吹穿現(xiàn)象，同樣可以獲得均勻的混合效果。配合流化床上部的螺旋攪拌葉片，整個裝置可以實現(xiàn)流化床內正極或負極制備原料的徑向、環(huán)向、軸向三向運動，形成復合循環(huán)。相比于球磨機3-5小時的混合時間，本發(fā)明能夠在極短的時間內達到均勻混合。另外，振動電機以及螺旋攪拌葉片能夠大大降低顆粒團聚，結塊的可能，解決了由于局部結構的非均一性導致的電化學性能下降的問題。
綜上所述，本發(fā)明混合能力強，速度快，能耗低，自動化程度高，可密封操作，使其更為適應大規(guī)模工業(yè)生產的要求。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
圖2為本發(fā)明的雙螺旋給料器布置簡圖； 圖3為本發(fā)明的三個螺旋給料器布置簡圖。
具體實施方式
參照圖1，本發(fā)明由流化床1、螺旋給料器2、振動電機3、螺旋攪拌葉片4、螺旋攪拌電機5以及沉降室8組成，流化床1下部設有螺旋給料器2 ；流化床1中部設有振動電機 3 ；流化床上部內設有螺旋攪拌葉片4，螺旋攪拌葉片4頂部與螺旋攪拌電機5相連；流化床 1頂部與沉降室8相連；沉降室8內設有旋風分離器與布袋除塵器6，旋風分離器與布袋除塵器6與沉降室8外側的風機7相連。鋰電池正(負)極制備原料的粒徑為0. 1-100 μ m，流化床1下端設有通氣口 A，通氣口 A通入不與鋰電池正(負)極制備原料反應的流化風。參照圖2，當設有兩臺螺旋給料器2時，第一給料器2-1和第二給料器2-2對稱布置，給料方向均向幾何中心方向；參照圖3，當設有三臺螺旋給料器2時，第一給料器2-1、第二給料器 2-2和第三給料器2-3均勻布置于流化床1下部外表面，給料方向均偏離幾何中心方向，在流化床1內形成漩渦。振動電機3均勻布置于流化床1中部外表面。沉降室8下端設有物料出口 B。
實施例1將粒徑為0. 1-100 μ m碳酸鋰和二氧化錳分別由第一給料器2-1和第二給料器2-2加入流化床1，第一給料器2-1和第二給料器2-2為對稱布置，給料方向均向流化床1的幾何中心，見圖2。向流化床1底端A通入氮氣，進入流化床1的碳酸鋰和錳的含氧化合物在流化床1中流化并充分混合，經過振動電機3以及螺旋攪拌葉片4后，進入沉降室8。流化氣體經旋風分離器與布袋除塵器6后由風機7排出混合裝置?；旌贤瓿傻奶妓徜嚰板i的含氧化合物混合物在沉降室8的物料出口 B排出。
實施例2將粒徑為0. 1-100 μ m碳酸鋰、鈦的含氧化合物分別由第一給料器2-1和第二給料器 2-2加入流化床1，第一給料器2-1和第二給料器2-2為對稱布置，給料方向均向流化床1 的幾何中心，見圖2。向流化床1底端A通入氮氣，進入流化床1的碳酸鋰、鈦的含氧化合物在流化床1中流化并充分混合，經過振動電機3以及螺旋攪拌葉片4后，進入沉降室8。 流化氣體經旋風分離器與布袋除塵器6后由風機7排出混合裝置?；旌贤瓿傻奶妓徜?、鈦的含氧化合物混合物由物料出口 B排出。
實施例3將粒徑為0. 1-ΙΟΟμπι碳酸鋰、磷酸鐵(或亞磷酸鐵)、還原劑分別由第一給料器2-1、第二給料器2-2和第三給料器2-3加入流化床1，第一給料器2-1、第二給料器2-2和第三給料器2-3為均勻布置，給料方向均偏離流化床1的幾何中心，見圖3。向流化床1底端A通入氮氣，進入流化床1的碳酸鋰、磷酸鐵(或亞磷酸鐵)、還原劑在流化床1中流化并充分混合，經過振動電機3以及螺旋攪拌葉片4后，進入沉降室8。流化氣體經旋風分離器與布袋除塵器6后由風機7排出混合裝置。混合完成的碳酸鋰、磷酸鐵(或亞磷酸鐵)、還原劑混合物在沉降室8的物料出口 B排出。
權利要求
1.一種鋰電池正極或負極制備原料的混合裝置，其特征在于它主要由流化床(1)、螺旋給料器(2)、振動電機(3)、螺旋攪拌葉片(4)、螺旋攪拌電機(5)以及沉降室(8)組成，流化床(1)下部設有螺旋給料器(2 )；流化床(1)中部設有振動電機(3 )；流化床(1)上部內設有螺旋攪拌葉片(4)，螺旋攪拌葉片(4)頂部與螺旋攪拌電機(5)相連；流化床(1)頂部與沉降室(8)相連；沉降室(8)內設有旋風分離器與布袋除塵器(6)，旋風分離器與布袋除塵器(6)與沉降室(8)外側的風機(7)相連；流化床(1)下端設有通氣口(A)，沉降室(8)下端設有物料出口(B)。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池正極或負極制備原料的混合裝置，其特征在于流化床(1)下部設置兩臺或三臺及三臺以上螺旋給料器(2)；當設有兩臺螺旋給料器(2)時，兩臺螺旋給料器(2)對稱布置，給料方向均向幾何中心方向；當設有三臺及三臺以上螺旋給料器(2)時，各個螺旋給料器(2)均勻布置于流化床(1)下部外表面，給料方向均偏離幾何中心方向。
3.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池正極或負極制備原料的混合裝置，其特征在于振動電機(3)均勻布置于流化床(1)中部外表面。
全文摘要
一種鋰電池正極或負極制備原料的混合裝置，它主要由流化床、螺旋給料器、振動電機、螺旋攪拌葉片、螺旋攪拌電機以及沉降室組成，流化床下部設有螺旋給料器；流化床中部設有振動電機；流化床上部內設有螺旋攪拌葉片，螺旋攪拌葉片頂部與螺旋攪拌電機相連；流化床頂部與沉降室相連；沉降室內設有旋風分離器與布袋除塵器，旋風分離器與布袋除塵器與沉降室外側的風機相連；流化床下端設有通氣口，通氣口通入不與鋰電池正極或負極制備原料反應的流化風，沉降室下端設有物料出口。本發(fā)明混合能力強，速度快，能耗低，自動化程度高，可密封操作，使其更為適應大規(guī)模工業(yè)生產的要求。
文檔編號B01D50/00GK102513015SQ201110415668
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權日2011年12月14日
發(fā)明者向文國, 李俊峰, 段鈺鋒, 王岳, 蔣永樂, 蔣永善, 賀兆書 申請人:濟寧市無界科技有限公司