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(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種鋰電池正極或負極制備原料的混合裝置，尤其是ー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(shù)：
鋰離子電池的生產(chǎn)是新興的行業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景。固相合成法是ー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MnO2原料顆?；旌?，在500-900°C的高溫煅燒數(shù)小時，即可得到錳酸鋰。以LiCoO2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Ti2O, 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)勢在于エ藝十分簡單，制備條件容易控制，然而此方法的產(chǎn)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(yīng)合成法所得產(chǎn)物的電化學(xué)性能很差，這是由于制備原料未充分接觸，導(dǎo)致了產(chǎn)物局部結(jié)構(gòu)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^程主要是將ニ至四種粒徑為0. 1-100 u 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(jīng)過3-5小時后從球磨機中排出。其制備エ藝落后，自動化程度低，設(shè)備占地面積大，無法實現(xiàn)連續(xù)操作。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型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(shè)備自動化程度低、設(shè)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?qū)崿F(xiàn)連續(xù)混合生產(chǎn)。本實用新型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(shè)有螺旋給料器；流化床中部設(shè)有振動電機；流化床上部內(nèi)設(shè)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(nèi)設(shè)有旋風(fēng)分離器與布袋除塵器，旋風(fēng)分離器與布袋除塵器與沉降室外側(cè)的風(fēng)機相連；流化床下端設(shè)有通氣ロ，通氣ロ通入不與鋰電池正極或負極制備原料反應(yīng)的流化風(fēng)，沉降室下端設(shè)有物料出ロ。流化床下部設(shè)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(shè)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(shè)有三臺及三臺以上螺旋給料器吋，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(nèi)形成漩渦。振動電機均勻布置于流化床中部外表面。[0007]在正極或負極制備原料的混合階段，本實用新型通過流化床實現(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)混合過程的エ藝相比，省略了由于使用磨球機所帯來的停機加料，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(dǎo)致正極或負極制備原料純度下降的問題。在提高生產(chǎn)效率的同時也提高了質(zhì)量。本實用新型能夠獲得更為快速、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(nèi)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(nèi)正極或負極制備原料的徑向、環(huán)向、軸向三向運動，形成復(fù)合循環(huán)。相比于球磨機3-5小時的混合時間，本實用新型能夠在極短的時間內(nèi)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(jié)塊的可能，解決了由于局部結(jié)構(gòu)的非均一性導(dǎo)致的電化學(xué)性能下降的問題。綜上所述，本實用新型混合能力強，速度快，能耗低，自動化程度高，可密封操作，使其更為適應(yīng)大規(guī)模エ業(yè)生產(chǎn)的要求。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的雙螺旋給料器布置簡圖。圖3為本實用新型的三個螺旋給料器布置簡圖。
具體實施方式
參照圖I，本實用新型由流化床I、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I下部設(shè)有螺旋給料器2 ;流化床I中部設(shè)有振動電機3 ;流化床上部內(nèi)設(shè)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I頂部與沉降室8相連；沉降室8內(nèi)設(shè)有旋風(fēng)分離器與布袋除塵器6，旋風(fēng)分離器與布袋除塵器6與沉降室8外側(cè)的風(fēng)機7相連。鋰電池正(負)極制備原料的粒徑為0. 1-100 u m,流化床I下端設(shè)有通氣ロ A，通氣ロ A通入不與鋰電池正(負)極制備原料反應(yīng)的流化風(fēng)。參照圖2，當設(shè)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(shè)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I下部外表面，給料方向均偏離幾何中心方向，在流化床I內(nèi)形成漩渦。振動電機3均勻布置于流化床I中部外表面。沉降室8下端設(shè)有物料出口 B。實施例I將粒徑為0. 1-100 U m碳酸鋰和ニ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I的幾何中心，見圖2。向流化床I底端A通入氮氣，進入流化床I的碳酸鋰和錳的含氧化合物在流化床I中流化并充分混合，經(jīng)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(jīng)旋風(fēng)分離器與布袋除塵器6后由風(fēng)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的物料出ロ B排出。[0016]實施例2將粒徑為0. 1-100 U 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I的幾何中心，見圖2。向流化床I底端A通入氮氣，進入流化床I的碳酸鋰、鈦的含氧化合物在流化床I中流化并充分混合，經(jīng)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(jīng)旋風(fēng)分離器與布袋除塵器6后由風(fēng)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ロ B排出。實施例3將粒徑為0. 1-lOOym碳酸鋰、磷酸鐵(或亞磷酸鉄)、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I的幾何中心，見圖3。向流化床I底端A通入氮氣，進入流化床I的碳酸鋰、磷酸鐵(或亞磷酸鉄)、還原劑在流化床I中流化并充分混合，經(jīng)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(jīng)旋風(fēng)分離器與布袋除塵器6后由風(fēng)機7排出混合裝置?；旌贤瓿傻奶妓徜嚒⒘姿徼F(或亞磷酸鉄)、還原劑混合物在沉降室8的物料出ロ B排出。
權(quán)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(I)、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(I)下部設(shè)有螺旋給料器(2);流化床(I)中部設(shè)有振動電機(3);流化床(I)上部內(nèi)設(shè)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(I)頂部與沉降室(8)相連；沉降室(8)內(nèi)設(shè)有旋風(fēng)分離器與布袋除塵器(6)，旋風(fēng)分離器與布袋除塵器(6 )與沉降室(8 )外側(cè)的風(fēng)機(7 )相連；流化床(I)下端設(shè)有通氣ロ( A)，沉降室(8 )下端設(shè)有物料出口(B)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I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(I)下部設(shè)置兩臺或三臺及三臺以上螺旋給料器(2);當設(shè)有兩臺螺旋給料器(2)吋，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(shè)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(I)下部外表面，給料方向均偏離幾何中心方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求I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(I)中部外表面。
專利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(shè)有螺旋給料器；流化床中部設(shè)有振動電機；流化床上部內(nèi)設(shè)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(nèi)設(shè)有旋風(fēng)分離器與布袋除塵器，旋風(fēng)分離器與布袋除塵器與沉降室外側(cè)的風(fēng)機相連；流化床下端設(shè)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(yīng)的流化風(fēng)，沉降室下端設(shè)有物料出口。本實用新型混合能力強，速度快，能耗低，自動化程度高，可密封操作，使其更為適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的要求。
文檔編號B01D50/00GK202387422SQ201120520320
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)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