高新锂电池正极材料的水洗釜技术

高新锂电池正极材料的水洗釜技术

1.本高新技术涉及新能源锂电池正极材料水洗设备领域,尤其涉及一种用于锂电池正极材料的水洗釜。

背景技术:

2.随着新能源的快速发展,人们对新能源的要求也越来越高,锂离子电池作为现阶段最炙手可热的新能源之一,备受社会关注。锂离子电池正极材料烧结后残余锂含量对锂离子电池的容量、性能、安全有极大的影响,而利用纯水清洗正极材料是实现正极材料烧结后去除残余锂最直接有效、低成本的方法,但是锂电池正极材料在水洗工艺过程中须做到材料颗粒形貌不被破坏和混合充分,所以设计一种水洗釜实现正极材料水洗工艺是非常有必要的。

技术实现要素:

3.本高新技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本高新技术提出一种材料颗粒形貌不被破坏和正极材料与水混合充分的用于锂电池正极材料的水洗釜。
4.根据本高新技术的第一方面实施例的用于锂电池正极材料的水洗釜,包括筒体和搅拌装置,搅拌装置包括设置于所述筒体上的电机、伸入到所述筒体内并由所述电机驱动旋转的旋转轴和设置于所述旋转轴上的搅拌桨组件,所述搅拌桨组件分为第一折叶桨和复合桨,所述第一折叶桨与所述复合桨相对推进方向设置,所述复合桨包括第二折叶桨和用于将所述筒体下方的材料向上提升的框式桨,所述第二折叶桨设置于所述框式桨上。
5.根据本高新技术实施例的用于锂电池正极材料的水洗釜,至少具有如下技术效果:旋转轴安装有第一折叶桨和复合桨,在旋转时,第一折叶桨使水或材料向下压,第二折叶桨和框式桨使水或材料向上提升,同时框式桨也将水或材料径向甩出,进而使水与材料不断重复向上提升、向下压和径向甩出,且一直使水与材料再在第一折叶桨和复合桨之间形成激烈紊流,从而达到快速搅拌均匀混合的效果。
6.根据本高新技术的一些实施例,所述第一折叶桨包括上桨叶和设置于所述上桨叶上的下桨叶,所述上桨叶与所述下桨叶成角度设置,所述第一折叶桨与水平面成角度设置。
7.根据本高新技术的一些实施例,所述框式桨包括与所述筒体底部形状相匹配的底桨和设于所述底桨上的轴向桨叶。
8.根据本高新技术的一些实施例,所述第二折叶桨和所述底桨都包括上桨叶和设置于所述上桨叶上的下桨叶,所述上桨叶与所述下桨叶成角度设置,所述轴向桨叶与所述旋转轴平行或形成角度,第二折叶桨与水平面成角度设置。
9.根据本高新技术的一些实施例,所述筒体包括进水口和出水口,所述进水口设有进料管,所述出水口设有出料管,所述进料管上下依次设置有与plc控制系统连接的电动旋转阀和进料隔断阀,所述出料管设有与plc控制系统连接的出料气动圆顶阀。
10.根据本高新技术的一些实施例,所述筒体设有清洗组件,所述清洗组件包括清洗
管,所述清洗管伸入所述筒体内部,且连接有清洗喷头,所述清洗管设有用于限制进水量的喷淋进水阀,所述喷淋进水阀与plc控制系统连接。
11.根据本高新技术的一些实施例,所述筒体设有进水管,所述进水管伸入所述筒体内部,所述进水管设有用于限制进水量的进水阀,所述进水阀与plc控制系统连接。
12.根据本高新技术的一些实施例,还包括支架和用于测量所述筒体重量的称重传感器,所述筒体安装于所述支架上,所述称重传感器安装于所述支架上,所述称重传感器与plc控制系统连接。
13.根据本高新技术的一些实施例,所述筒体分为上筒体和下筒体,所述上筒体与所述下筒体通过法兰连接。
14.根据本高新技术的一些实施例,所述进料管和所述进水管伸入所述法兰下方的位置上。
15.根据本高新技术的一些实施例,所述筒体的上方安装有人孔盖,所述人孔盖通过蝶形螺栓与所述筒体连接,所述人孔盖上安装有透明玻璃。
16.本高新技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过实用新型的实践了解到。
附图说明
17.本高新技术的附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
18.图1为本高新技术实施例的用于锂电池正极材料的水洗釜的主视结构示意图;
19.图2为图1示出的用于锂电池正极材料的水洗釜的俯视结构示意图;
20.图3为图1示出的搅拌桨组件安装于旋转轴上结构示意图;
21.图4为图1示出的搅拌桨组件安装于旋转轴上右视结构示意图;
22.图5为图4示出的第一折叶桨、第二折叶桨或底桨侧面结构示意图。
23.附图标记:筒体100、进水口110、进料管111、电动旋转阀1111、进料隔断阀1112、出水口120、出料管121、出料气动圆顶阀1211、清洗组件130、清洗管131、清洗喷头132、喷淋进水阀133、进水管140、进水阀141、上筒体150、法兰151、下筒体160、人孔盖170、脉冲反吹除尘过滤器180、支耳190、搅拌装置200、电机210、旋转轴220、搅拌桨组件230、第一折叶桨231、上桨叶2311、下桨叶2312、复合桨232、第二折叶桨2321、框式桨2322、底桨2323、轴向桨叶2324、支架300、称重传感器400。
具体实施方式
24.下面详细描述本高新技术的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本高新技术,而不能理解为对本高新技术的限制。
25.本高新技术的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右和中等指示的方位或位置关系为基于附图所示的
方位或位置关系。在仅是为了便于描述本高新技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本高新技术的限制。
26.本高新技术的描述中,除非另有明确的限定,安装和连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本高新技术中的具体含义。
27.参照图1所示,根据本高新技术实施例的用于锂电池正极材料的水洗釜包括筒体100和搅拌装置200,搅拌装置200包括电机210、旋转轴200和搅拌桨组件230,电机210安装于筒体100的上方,电机210连接旋转轴200,旋转轴200伸入筒体100的内部,旋转轴200垂直于地平面,搅拌桨组件230安装于旋转轴200上,搅拌桨组件230包括第一折叶桨231和复合桨232,第一折叶桨231安装于复合桨232的上方,第一折叶桨231与复合桨232为相对推进方向设置,例如,第一折叶桨231以向下推进方向设置,则复合桨232为向上推进方向设置,复合桨232由第二折叶桨2321和框式桨2322组成,第二折叶桨2321设置于框式桨2322的上方,工作时,第一折叶桨231使水或材料向下压,第二折叶桨2321和框式桨2322使水或材料向上提升,同时框式桨2322也将水或材料径向甩出,进而使水与材料不断重复向上提升、向下压和径向甩出,且一直使水与材料再在第一折叶桨231和复合桨232之间形成激烈紊流,从而达到快速搅拌均匀混合的效果。
28.具体地,如图1所示,筒体100的底部为“v”字形状,框式桨2322包括两侧轴向设置的轴向桨叶2324和与筒体100的底部形状匹配的“v”字形的底桨2323,轴向桨叶2324设置于底桨2323的上方,第二折叶桨2321设置于轴向桨叶2324的上方;如图3所示,第二折叶桨2321由两个相反方向安装的折叶构成(正向折叶),第一折叶桨231也由两个相反方向安装的折叶构成(反向折叶),第一折叶桨231的两个折叶分别对应于第二折叶桨2321的两个折叶相反方向设置(例如,如图4所示,第一折叶桨231一侧的桨叶为左高右低,与上述桨叶同侧的第二折叶桨2321的桨叶为左低右高),底桨2323的桨叶设置方式与第二折叶桨2321的桨叶设置方式一致,以将材料或水向上提升至第二折叶桨2321;底桨2323与筒体100的底部形状相匹配,以将筒体100的底部材料旋转向上提升;
29.进一步,如图3所示,第一折叶桨231包括上桨叶2311和设置于上桨叶2311上的下桨叶2312,上桨叶2311与下桨叶2312成角度设置,以带动水或材料旋转,具体地,如图5所示,上桨叶2311与下桨叶2312成160
°
设置;第二折叶桨2321和底桨2323都包括上桨叶2311和设置于上桨叶2311上的下桨叶2312,上桨叶2311与下桨叶2312成角度设置,以带动水或材料旋转,具体地,如图5所示,上桨叶2311与下桨叶2312成160
°
设置,轴向桨叶2324与旋转轴220平行或形成角度,具体地,轴向桨叶2324与旋转轴220成小于15
°
设置。如图1、5所示,第一折叶桨231和第二折叶桨2321与水平面夹角为30
°
~45
°

30.上述的设置方式,当电机210驱动旋转轴200顺时针旋转时,框式桨2322的下部和第二折叶桨2321将筒体100底部的水或材料旋转向上提升,同时第一折叶桨231也将上方的水或材料旋转下压,从而使材料和水在第一折叶桨231和第二折叶桨2321之间产生紊流,进而使水和材料混合,混合后从第一折叶桨231和第二折叶桨2321两侧甩出;由于设置有框式桨2322,进而使甩出的水、材料或混合物(水和材料的混合)继续在框式桨2322的轴向桨叶2324搅拌,搅拌后的水、材料或混合物(水和材料的混合)被框式桨2322往上提升至紊流区
(第一折叶桨231和第二折叶桨2321之间产生紊流的区域)或流至框式桨2322的下方由底部再往上提升,不断地下压、甩出和往上提升使水与材料快速搅拌均匀混合;采用下压、甩出和往上提升使水和材料混合,以达到高效混合和避免过度激烈搅拌破坏锂电池正极材料颗粒形貌。
31.在本高新技术的进一步实施例中,如图1所示,筒体100的上方设置有进水口110,进料管111安装于进水口110上,筒体100的下方设置有出水口120,出水口120安装有出料管121,进料管111上下依次设置有与plc控制系统连接的电动旋转阀1111和进料隔断阀1112,出料管121设有与plc控制系统连接的出料气动圆顶阀1211;进料设置有电动旋转阀1111以控制进料进率,进料设置有进料隔断阀1112以避免电动旋转阀1111的残料在非进料情况下掉入筒体100,又可以避免水洗过程潮湿的空气从进料管窜到电动旋转阀1111或污染上一工序物料;出料管121设置有出料气动圆顶阀1211以避免水洗搅拌过程存在死角,又可避免浆料出料后有水、浆料残留。
32.在本高新技术的进一步实施例中,如图1所示,筒体100的上方设有清洗组件130,清洗组件130包括清洗管131,清洗管131伸入筒体100内部,且连接有清洗喷头132,清洗管131设有用于限制进水量的喷淋进水阀133,喷淋进水阀133与plc控制系统连接,以方便清洁筒体100内部。
33.在本高新技术的进一步实施例中,如图1所示,筒体100的上方设有进水管140,进水管140伸入筒体100内部,进水管140设有用于限制进水量的进水阀141,进水阀141与plc控制系统连接,以配合水洗过程自动控制。
34.在本高新技术的进一步实施例中,如图1所示,还包括支架300,筒体100安装于支架300上,以支撑筒体100。
35.在本高新技术的进一步实施例中,如图1所示,还包括用于测量筒体100重量的称重传感器400,称重传感器400安装于支架300上,称重传感器400与plc控制系统连接;具体地,称重传感器400可以安装于支架300的底部,称重传感器400也可以安装于支架300与筒体100抵接的部分(筒体100设有支耳190,筒体100通过支耳190安装于支架300上,支耳190和支架300之间安装称重传感器400);设置有称重传感器400有利于判断进水量、进料量与出料情况。
36.在本高新技术的进一步实施例中,如图1所示,筒体100分为上筒体150和下筒体160,上筒体150与下筒体160通过上下两个法兰151连接,方便筒体100安装与拆卸检修、更换。
37.在本高新技术的一些实施例中,如图1所示,进料管111和进水管140伸入法兰151下方的位置上,以避免进水进料过程出现水或材料挂壁、物料残留在筒体100的法兰151缝隙内等现象,也不存在本批次物料污染下一批次物料问题。
38.在本高新技术的一些实施例中,如图2所示,筒体100的上方安装有人孔盖170,人孔盖170通过蝶形螺栓与筒体100连接,人孔盖170上安装有透明玻璃,方便在日常生产过程观察内部情况。
39.在本高新技术的一些实施例中,如图2所示,筒体100的上方设置脉冲反吹除尘过滤器180,以实现除尘物料和回收至水洗釜内,避免物料浪费。
40.在本高新技术的一些实施例中,筒体100的内壁、旋转轴220的表面和搅拌桨组件
230的表面都为衬聚四氟乙烯、滚塑或者高分子喷涂,以防止金属污染物料。
41.电机210、搅拌装置200、电动旋转阀1111、进料隔断阀1112、出料气动圆顶阀1211、喷淋进水阀133、进水阀141和称重传感器400分别与plc控制系统连接,由plc控制系统实现精确控制进水量、正极材料进料量与进料速率,与上一级、下一级工序协调同步,实现生产过程自动控制。
42.水洗釜工作步骤及过程控制描述如下:
43.1、进水:水洗开始,经过称重传感器400数据判断筒体100内无水、无料后,打开进水阀141进纯水,达到设定进水重量后关闭进水阀141;
44.2、低速搅拌:搅拌器变频启动并低转速运行(启动电机210),筒体100内纯水被搅拌产生紊流,可避免正极材料粉料进料时快速沉淀与粘壁;
45.3、进料:打开进料隔断阀1112,电动旋转阀1111变频启动开始进料,达到设定进料重量后电动旋转阀1111停止,进料隔断阀1112关闭,进料速率可根据已进料重量与目标进料值偏离大小进行变频调速,进料过程搅拌器始终保持低速转动;
46.4、快速搅拌:进料完成后,搅拌器提速,快转速运行,达到设定时间后降低为低速搅拌转动,混合完成,快速搅拌时间长度可跟实际验证确定,快速搅拌过程脉冲反吹除尘过滤器180反吹若干次,除尘滤芯上的物料可被震动落到筒体100内,确保滤芯清洁透气良好与物料绝对回收;
47.5、出料:出料气动圆顶阀1211打开,浆料经管道或泵输送至下一工序,根据称重传感器400反馈的重量值判断出料是否完成;
48.6、喷淋清洗:出料完成后,喷淋进水阀133打开进行筒体100内部喷淋清洗,喷淋若干时间后关闭喷淋进水阀133,喷淋清洗完成,喷淋清洗过程也在持续出料,清洗水夹带残余物料从出口排出进入下一工序;
49.7、完成:根据称重传感器400反馈的重量值判断出料完成后,搅拌器停止转动(停止电机210),出料气动圆顶阀1211关闭;一批次物料水洗生产完成,plc控制程序可根据水洗前后工序生产节奏进行下一批次水洗生产。
50.在本说明书的描述中,参考术语“一些实施例”或、“可以想到的是”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本高新技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
51.尽管已经示出和描述了本高新技术的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本高新技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本高新技术的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征:
1.一种用于锂电池正极材料的水洗釜,包括筒体(100),其特征在于,还包括:搅拌装置(200),包括设置于所述筒体(100)上的电机(210)、伸入到所述筒体(100)内并由所述电机(210)驱动旋转的旋转轴(220)和设置于所述旋转轴(220)上的搅拌桨组件(230),所述搅拌桨组件(230)分为第一折叶桨(231)和复合桨(232),所述第一折叶桨(231)与所述复合桨(232)相对推进方向设置,所述复合桨(232)包括第二折叶桨(2321)和用于将所述筒体(100)下方的材料向上提升的框式桨(2322),所述第二折叶桨(2321)设置于所述框式桨(2322)上。2.根据权利要求1所述的用于锂电池正极材料的水洗釜,其特征在于:所述第一折叶桨(231)包括上桨叶(2311)和设置于所述上桨叶(2311)上的下桨叶(2312),所述上桨叶(2311)与所述下桨叶(2312)成角度设置,所述第一折叶桨(231)与水平面成角度设置。3.根据权利要求1所述的用于锂电池正极材料的水洗釜,其特征在于:所述框式桨(2322)包括与所述筒体(100)底部形状相匹配的底桨(2323)和设于所述底桨(2323)上的轴向桨叶(2324)。4.根据权利要求3所述的用于锂电池正极材料的水洗釜,其特征在于:所述第二折叶桨(2321)和所述底桨(2323)都包括上桨叶(2311)和设置于所述上桨叶(2311)上的下桨叶(2312),所述上桨叶(2311)与所述下桨叶(2312)成角度设置,所述轴向桨叶(2324)与所述旋转轴(220)平行或形成角度,所述第二折叶桨(2321)与水平面成角度设置。5.根据权利要求1所述的用于锂电池正极材料的水洗釜,其特征在于:所述筒体(100)包括进水口(110)和出水口(120),所述进水口(110)设有进料管(111),所述出水口(120)设有出料管(121),所述进料管(111)上下依次设置有与plc控制系统连接的电动旋转阀(1111)和进料隔断阀(1112),所述出料管(121)设有与plc控制系统连接的出料气动圆顶阀(1211)。6.根据权利要求1所述的用于锂电池正极材料的水洗釜,其特征在于:所述筒体(100)设有清洗组件(130),所述清洗组件(130)包括清洗管(131),所述清洗管(131)伸入所述筒体(100)内部,且连接有清洗喷头(132),所述清洗管(131)设有用于限制进水量的喷淋进水阀(133),所述喷淋进水阀(133)与plc控制系统连接。7.根据权利要求5所述的用于锂电池正极材料的水洗釜,其特征在于:所述筒体(100)设有进水管(140),所述进水管(140)伸入所述筒体(100)内部,所述进水管(140)设有用于限制进水量的进水阀(141),所述进水阀(141)与plc控制系统连接。8.根据权利要求1所述的用于锂电池正极材料的水洗釜,其特征在于:还包括支架(300)和用于测量所述筒体(100)重量的称重传感器(400),所述筒体(100)安装于所述支架(300)上,所述称重传感器(400)安装于所述支架(300)上,所述称重传感器(400)与plc控制系统连接。9.根据权利要求7所述的用于锂电池正极材料的水洗釜,其特征在于:所述筒体(100)分为上筒体(150)和下筒体(160),所述上筒体(150)与所述下筒体(160)通过法兰(151)连接。10.根据权利要求9所述的用于锂电池正极材料的水洗釜,其特征在于:所述进料管(111)和所述进水管(140)伸入所述法兰(151)下方的位置上。
技术总结
本高新技术公开了一种用于锂电池正极材料的水洗釜,包括筒体和搅拌装置,搅拌装置包括设置于筒体上的电机、伸入到筒体内并由电机驱动旋转的旋转轴和设置于旋转轴上的搅拌桨组件,搅拌桨组件分为第一折叶桨和复合桨,第一折叶桨与复合桨相对推进方向设置,复合桨由第二折叶桨和用于将所述筒体下方的材料向上提升框式桨组成,所述第二折叶桨设置于所述框式桨上。本高新技术的旋转轴安装有第一折叶桨和复合桨,在旋转时,第一折叶桨将水或材料向下压,复合桨将水或材料向上提升和径向甩出,进而使水与材料不断重复向上提升、向下压和径向甩出,且一直使水与材料再在第一折叶桨和复合桨之间形成激烈紊流,从而达到快速搅拌均匀混合的效果。混合的效果。混合的效果。

技术开发人、权利持有人:李凤光 阮丁山 张伟佳 李长东

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