用于Ni、Mn、Co三元素系列前驱体合成的反应釜的制作方法

本实用新型涉及一种反应釜，主要用于Ni、Mn、Co 三元素系列前驱体合成的反应釜。

背景技术：

锂离子电池是一种基于化学能与电能之间相互转化的二次电池，由于其具有较高的能量密度、长循环寿命、低自放电率及环境友好等特点，得到了越来越广泛的应用。Ni、Mn、Co三元素系列锂离子正极材料相对于传统的钴酸锂材料来说，具有放电容量高、成本低廉、无污染、安全性较高等优点，具有广阔的应用前景。

Ni、Mn、Co三元素系列锂离子正极材料的合成一般是采用Ni、Mn、Co三元前驱体混锂烧结而成的，因此三元前驱体的物化指标、形貌特征将直接影响Ni、Mn、Co三元素系列正极材料的性能。反应釜作为合成前驱体的主要装置，其结构以及运行时内部的流体形式对三元前驱体的物化指标及形貌有重要的影响。

现有的反应釜存在结构上的不足，运行时反应釜内部的流体形态紊乱，导致结晶过程中晶核生长混乱，合成的前驱体球形度较差，振实密度低，达不到三元素系列正极材料的性能及结构要求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于Ni、Mn、Co 三元素系列前驱体合成的反应釜；其可使反应料液入釜后的元素分布均匀，球形度好，振实密度和松装密度等技术指标均达到优级，可连续合成符合生产技术要求的三元材料前驱体。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种用于Ni、Mn、Co 三元素系列前驱体合成的反应釜，包括釜体，所述釜体顶部设有电机，釜体内设有搅拌轴，所述搅拌轴的上端与电机输出轴连接，所述搅拌轴的下端装设有多组上下间隔布置的搅拌桨；多组所述搅拌桨由平板搅拌桨和斜叶搅拌桨组合而成。

作为对上述技术方案的进一步改进：

优选的，所述搅拌桨设有三组，自上而下依次为四叶平板搅拌桨、四斜叶搅拌桨和二斜叶搅拌桨。

优选的，所述四叶平板搅拌桨的桨径为釜径的1/2~2/3，桨宽为桨径的1/10~1/5；所述四斜叶搅拌桨的桨叶水平倾角为45°，桨径为釜径的1/2~2/3，桨宽为桨径的1/10~1/5；所述二斜叶搅拌桨的桨叶水平倾角为45°，桨径为釜径的1/3~1/2，桨宽为桨径的1/10~1/5。

优选的，所述釜体的顶部设有进料口，釜体内设有多个与所述进料口连通的进料管道，所述进料管道沿釜体内壁向下延伸至所述二斜叶搅拌桨上方20-30 厘米处。

优选的，所述釜体内壁通过螺栓连接有三块均布的可上下调节高度的侧挡板，所述侧挡板的宽度为釜径的1/20~1/10，侧挡板的长度为釜高的1/2~2/3。

优选的，所述釜体的上部设有倾斜向下布置的浆料溢流口，所述浆料溢流口与釜体之间的夹角为80°。

优选的，所述搅拌轴包括通过螺纹连接成一体的上半轴和下半轴，所述下半轴的轴径是上半轴的轴径的1/2~2/3。

优选的，所述釜体顶部和底部均为椭圆封头，釜体的径高比为1/2~2/3。

优选的，所述釜体的底部设置有排污口。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的用于Ni、Mn、Co 三元素系列前驱体合成的反应釜，结构设计合理，搅拌轴上设置多组由平板搅拌桨和斜叶搅拌桨组合而成的搅拌桨，其中的平板搅拌桨可以使反应物料完全弥散，促进晶核的长大，斜叶搅拌桨具有很强的剪切力和竖直推进能力，不仅能强化搅拌，还能提供一个强大的向下的推进力，便于形成一个比较稳定的成核区。使反应料液入釜后的分散速度快，元素分布均匀，球形度好，振实密度和松装密度等技术指标均达到优级，完全可以满足三元材料前驱体生产的工艺要求。

附图说明

图1 是本实用新型较佳实施例的整体结构示意图。

图2 是本实用新型中四叶平板搅拌桨的俯视结构示意图。

图3 是本实用新型中四斜叶搅拌桨的俯视结构示意图。

图4 是本实用新型中二斜叶搅拌桨的俯视结构示意图。

图中：

1、电机；2、釜体； 3、搅拌轴；4、浆料溢流口；5、四叶平板搅拌桨；6、四斜叶搅拌桨；7、侧挡板；8、二斜叶搅拌桨；9、进料口；10、排污口。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。

如图1～图4所示，一种本实用新型的用于Ni、Mn、Co 三元素系列前驱体合成的反应釜实施例，包括釜体2，釜体2采用不锈钢材质，其顶部和底部均为椭圆封头，釜体2的径高比1/2~2/3，体积为50~200L；釜体2顶部设有进料口9和电机1，底部设有排污口10。电机1的输出轴连接釜体2内的搅拌轴3，搅拌轴3的下端装设有3组间隔布置的由平板搅拌桨和斜叶搅拌桨组合而成的搅拌桨。本实用新型中，平板搅拌桨可以使反应物料完全弥散，促进晶核的长大，斜叶搅拌桨具有很强的剪切力和竖直推进能力，不仅能强化搅拌，还能提供一个强大的向下的推进力，可极大改善釜内流体导向，便于形成一个比较稳定的成核区。使反应料液入釜后的分散速度快，元素分布均匀，球形度好，振实密度和松装密度等技术指标均达到优级，完全可以满足三元材料前驱体生产的工艺要求。

本实施例中，搅拌轴3包括通过螺纹连接成一体的上半轴和下半轴，下半轴的轴径是上半轴的轴径的1/2~2/3，搅拌桨装设于下半轴上，便于搅拌桨的更换。下半轴上的搅拌桨自上而下依次为四叶平板搅拌桨5、四斜叶搅拌桨6和二斜叶搅拌桨8。四叶平板搅拌桨5的桨径为釜径的1/2~2/3，桨宽为桨径的1/10~1/5；四斜叶搅拌桨6的桨叶水平倾角为45°，桨径为釜径的1/2~2/3，桨宽为桨径的1/10~1/5；二斜叶搅拌桨8的桨叶水平倾角为45°，桨径为釜径的1/3~1/2，桨宽为桨径的1/10~1/5。

本实施例中，釜体2的上部一侧设有浆料溢流口4，浆料溢流口4倾斜向下设置，其与釜体2之间的夹角为80°，便于直接与其它反应釜连通。釜体2内壁设置有三块侧挡板7，侧挡板7的宽度为釜径的1/20~1/10，长度为釜高的1/2~2/3，其均匀分布在釜体2内壁，每块侧挡板7均用螺栓锁紧，使其相对釜底的高度可调节，折流效果好。釜体2内还设有多个与进料口9连通的进料管道，多个进料管道均沿釜体2内壁向下延伸至二斜叶搅拌桨8的上方20-30 厘米处。

在使用时，按配制好的常规金属盐溶液、液碱溶液、氨水溶液通过计量系统从釜体顶部的进料口注入，在搅拌桨叶的作用下，分散，混合，产生晶核，然后晶核生长，通过浆料溢流口流出，这个过程为连续进料、连续反应、连续溢流出料。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。