一种钠电正极材料的新型混料装置的制作方法

1.本发明涉及混料设备技术领域，尤其涉及一种钠电正极材料的新型混料装置。


背景技术：

2.钠离子电池正极材料是钠离子电池的关键组成部分之一，用于储存和释放正离子。它们通常由多种化学物质混合而成，如层状氧化物、钠盐等。由于钠离子电池与锂离子电池相比具有成本低、资源丰富等优势，因此在一些领域，如大规模储能和电动车市场，钠离子电池也开始受到越来越多的关注。
3.公开号为cn217068694u一种钠离子电池正极材料专用混料罐，包括混料罐、粉碎桶、搅拌机构、排料机构和联动机构；混料罐下方开设有出料通道，出料通道上设置有密封门；粉碎桶可转动地水平设置于混料罐中，粉碎桶伸出混料罐的第一端上设置有入料口，入料口上设置有密封盖，粉碎桶在第一驱动电机的带动下转动，在转动的过程中完成对材料的粉碎，并排入混料罐中，搅拌机构用于对混料罐中的材料进行搅拌；排料机构，用于将环形集料通道中的材料排出混料罐；搅拌机构可通过联动机构带动排料机构运转。本实用新型可粉碎块状材料，具有混合效果好等优点，还可防止混料罐中材料堆积无法排除。
4.目前，传统氢氧化物共沉淀工艺用于制备三元正极材料前驱体，其基本原理是在溶液中加入适量的ni、co、mn金属离子，然后加入一定浓度的氨水，使溶液的ph值升高，金属离子随之形成金属氢氧化物，沉淀出来，由于钠电正极的体系较多，组分比例较多，采用传统氢氧化物共沉淀的工艺制备，则各体系、各组分的切换难度大，加工成本高，对原材料的要求较高。


技术实现要素：

5.本发明目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种钠电正极材料的新型混料装置，包括混料罐，所述混料罐通过导料管与磨砂机连接，所述磨砂机用于制备均匀的纳米级原材料浆料，所述磨砂机通过导料管与球磨机连接，所述球磨机用于制备均匀的微米级原材料浆料，所述混料罐内部设置有混合组件，所述混合组件用于混合钠电正极材料，所述球磨机与所述磨砂机之间连接有存储结构，所述混料罐外侧设置有夹套，所述夹套与所述混料罐之间设置有加热介质，所述加热介质用于对混料罐内部物料进行干燥。
6.作为上述技术方案的进一步描述：所述混料罐上方通过导气管与冷却组件连接，所述冷却组件一端与真空泵连接，所述导料管上连接有蠕动泵。
7.作为上述技术方案的进一步描述：所述球磨机包括机箱，所述机箱内部设置有搅拌器，所述搅拌器上方连接有驱动电机，所述机箱上方连接有进料仓，所述机箱出料口与导料管连接。
8.作为上述技术方案的进一步描述：所述磨砂机包括机体，所述机体内部设置有筒体，所述筒体内部设置有分散器，所述筒体出料口与导料管连接。
9.作为上述技术方案的进一步描述：所述混合组件包括混合电机，所述混合电机下
方与混合轴连接，所述混合轴上连接有混合桨。
10.作为上述技术方案的进一步描述：所述存储结构包括存储罐，所述存储罐内部连接有预混网板，所述预混网板上方与预混电机连接。
11.作为上述技术方案的进一步描述：冷却组件包括冷凝器，所述冷凝器上方与导气管连接，所述冷凝器下方与收集箱连接，所述冷凝器一侧与真空泵连接。
12.作为上述技术方案的进一步描述：所述混合桨上设置有涡流抑制器，所述混合桨为螺旋带状旋转桨，所述混合桨上连接有桨叶。
13.作为上述技术方案的进一步描述：所述混料罐下方设置有导入管，所述混料罐上方设置有导出管。
14.作为上述技术方案的进一步描述：所述混料罐下方设置有收料箱。
15.上述技术方案具有如下优点或有益效果：
16.1、本发明通过球磨机可以实现原材料的混合和球磨，制备均匀的微米级原材料浆料，由于钠电正极的体系较多，组分比例较多，采用传统氢氧化物共沉淀的工艺制备，则各体系、各组分的切换难度大，加工成本高，对原材料的要求较高，但是采用该设备可以实现钠电多体系、多组分的随意切换，拓宽原材料的选择，可以使用大颗粒或湿料进行加工，配合纳米砂磨机可以实现原材料的纳米级砂磨和融合，使用该新型混料一体设备可以规避传统氢氧化物反应过程中结合水对钠电正极材料合成的影响。
17.2、本发明通过混合组件可以实现纳米级原材料浆料的烘干和均匀分散，便于后续工艺的高温固相烧结处理，由于第一部分和第二部分的混料设备都是湿法混料，所制得的混料物是浆料，无法直接进行高温固相烧结，所以需要采用锥形混料罐1进行烘干处理，去除乙醇(或水、其他溶剂)，烘干过程中需要均匀加热和动态烘干，避免出现物料板结成块和严重的偏析现象，加热方式采用罐体夹层通导热油(或蒸汽)实现均匀加热。
18.3、本发明通过冷凝器一侧连接有真空泵，通过真空泵工作，对抽气管进行抽气，抽气管可将混料罐中受热蒸发的乙醇蒸汽抽入到冷凝器中，通过冷凝器将乙醇蒸汽冷却为乙醇液体，乙醇液体垂直下落到收集箱中进行回收，使得可以将生产钠离子电池正极材料中使用的乙醇进行回收利用，节约了大量成本。
附图说明
19.图1为本发明一实施例的混料装置的结构示意图；
20.图2为图1混料装置中球磨机的结构示意图；
21.图3为图1混料装置中磨砂机的结构示意图；
22.图4为图1混料装置中混合组件的结构示意图；
23.图5为图1混料装置中冷却组件的结构示意图；
24.图6为图1混料装置中存储结构的结构示意图。
25.图例说明：
26.1、混料罐；2、球磨机；3、磨砂机；4、混合组件；5、存储结构；6、导料管；7、夹套；8、加热介质；9、冷却组件；10、导气管；11、导入管；12、导出管；13、收料箱；14、蠕动泵；201、机箱；202、搅拌器；203、驱动电机；204、进料仓；31、机体；32、筒体；33、分散器；41、混合电机；42、混合轴；43、混合桨；44、涡流抑制器；51、存储罐；52、预混网板；53、预混电机；91、冷凝器；
92、收集箱。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例一：
29.如图1-6所示，本发明的一种钠电正极材料的新型混料装置，包括混料罐1，混料罐1通过导料管6与磨砂机3连接，磨砂机3用于制备均匀的纳米级原材料浆料，磨砂机3通过导料管6与球磨机2连接，球磨机2用于制备均匀的微米级原材料浆料，混料罐1内部设置有混合组件4，混合组件4用于混合钠电正极材料，球磨机2与磨砂机3之间连接有存储结构5，混料罐1外侧设置有夹套7，夹套7与混料罐1之间设置有加热介质8，加热介质8用于对混料罐1内部物料进行干燥；通过将钠电正极原材料通入到球磨机2中，制得均匀的微米级原材料浆料，然后通过蠕动泵14和导料管6将微米级原材料浆料通入到磨砂机3中制得均匀的纳米级原材料浆料，再经过存储结构5进入到混料罐1中进行烘干和分散后，从出料口排出，制得干燥且均匀的原材料混料物，其中乙醇蒸汽通过冷却组件9进行冷却为乙醇液体，使得可以将生产钠离子电池正极材料中使用的乙醇进行回收利用，节约了大量成本。
30.如图1和图3所示，进一步的，混料罐1下方设置有导入管11，混料罐1上方设置有导出管12，混料罐1下方设置有收料箱13，磨砂机3包括机体31，机体31内部设置有筒体32，筒体32内部设置有分散器33，筒体32出料口与导料管6连接；通过导入管11向夹套7与混料罐1之间倒入加热介质8(热油或者蒸汽)进行加热。通过将球磨机2所得浆料通过蠕动泵14输送至筒体32内，采用0.1-0.8mm直径的锆球，物料和锆球被高速旋转的分散器33搅动，物料中的固体颗粒与锆球产生强烈的摩擦碰撞，使原材料的颗粒尺寸降低至200nm以内，不同原材料实现纳米级融合，砂磨分散后的浆料经过动态分离器分离锆球，浆料从出料管流出，制得均匀的纳米级原材料浆料。纳米砂磨机3可以实现原材料的纳米级砂磨和融合，制备均匀的纳米级原材料浆料，由于传统氢氧化物共沉淀的工艺可以实现各组分原子级均匀融合，但是氧化物等原材料颗粒较大，烧结过程中不易均匀熔合和体相分散，会出现多相结构，所以采用纳米砂磨机将原材料可以砂磨至纳米颗粒，更有利于均匀熔合和体相分散，烧结后的成品已形成单相结构。
31.如图1和图2所示，球磨机2包括机箱201，机箱201内部设置有搅拌器202，搅拌器202上方连接有驱动电机203，机箱201上方连接有进料仓204，机箱201出料口与导料管6连接；通过进料仓204将镍、钴、铁、锰、铜、铬、钛等过渡金属氧化物(或其他化合物)与碳酸钠(或其他钠盐)按照一定的混合比例加入机箱201中，按照一定的固含量加入乙醇(或水、其他溶剂)，采用1.0-3.0mm直径的锆球，然后驱动电机203控制搅拌器202进行混合和球磨处理，降低原材料的颗粒尺寸至0.1mm以内，制得均匀的微米级原材料浆料。通过球磨机2可以实现原材料的混合和球磨，制备均匀的微米级原材料浆料，由于钠电正极的体系较多，组分比例较多，采用传统氢氧化物共沉淀的工艺制备，则各体系、各组分的切换难度大，加工成本高，对原材料的要求较高，但是采用该设备可以实现钠电多体系、多组分的随意切换，拓
宽原材料的选择，可以使用大颗粒或湿料进行加工，配合纳米砂磨机3可以实现原材料的纳米级砂磨和融合，使用该新型混料一体设备可以规避传统氢氧化物反应过程中结合水对钠电正极材料合成的影响。
32.实施例二：
33.如图1和图4所示，在实施例一的基础上，本发明提供一种技术方案：混料罐1上方通过导气管10与冷却组件9连接，冷却组件9一端与真空泵连接，导料管6上连接有蠕动泵14，冷却组件9包括冷凝器91，冷凝器91上方与导气管10连接，冷凝器91下方与收集箱92连接，冷凝器91一侧与真空泵连接；通过冷凝器91一侧连接有真空泵，通过真空泵工作，对抽气管10进行抽气，抽气管10可将混料罐1中受热蒸发的乙醇蒸汽抽入到冷凝器91中，通过冷凝器91将乙醇蒸汽冷却为乙醇液体，乙醇液体垂直下落到收集箱92中进行回收，使得可以将生产钠离子电池正极材料中使用的乙醇进行回收利用，节约了大量成本。
34.如图1和图5所示，进一步地，混合组件4包括混合电机41，混合电机41下方与混合轴42连接，混合轴42上连接有混合桨43，混合桨43上设置有涡流抑制器44，混合桨43为螺旋带状旋转桨，混合桨43上连接有桨叶，存储结构5包括存储罐51，存储罐51内部连接有预混网板52，预混网板52上方与预混电机53连接；将砂磨后的浆料从锥形混料罐1的进料口加入，锥形混料罐1采用夹套7通导热油(或蒸气)的方式进行烘干，混料罐1内通过抽气排出乙醇(或水、其他溶剂)，经过冷却组件9对乙醇(或水、其他溶剂)进行回收，可以循环使用，混合桨43为螺旋带状旋转翼，与混料罐1内壁只有微小间距，在混料罐1上部设有涡流抑制器44和桨叶，可以保证浆料均匀的受热烘干，同时避免原材料偏析的现象，经过锥形混料罐1的烘干和分散后，从出料口排出，制得干燥且均匀的原材料混料物。通过混合组件4可以实现纳米级原材料浆料的烘干和均匀分散，便于后续工艺的高温固相烧结处理，由于第一部分和第二部分的混料设备都是湿法混料，所制得的混料物是浆料，无法直接进行高温固相烧结，所以需要采用锥形混料罐1进行烘干处理，去除乙醇(或水、其他溶剂)，烘干过程中需要均匀加热和动态烘干，避免出现物料板结成块和严重的偏析现象，加热方式采用罐体夹层通导热油(或蒸汽)实现均匀加热。
35.工作原理：工作人员通过将钠电正极原材料通入到球磨机2中，制得均匀的微米级原材料浆料，然后通过蠕动泵14和导料管6将微米级原材料浆料通入到磨砂机3中制得均匀的纳米级原材料浆料，再经过存储结构5进入到混料罐1中进行烘干和分散后，从出料口排出，制得干燥且均匀的原材料混料物，其中乙醇蒸汽通过冷却组件9进行冷却为乙醇液体，使得可以将生产钠离子电池正极材料中使用的乙醇进行回收利用，节约了大量成本，通过球磨机2可以实现钠电多体系、多组分的随意切换，拓宽原材料的选择，可以使用大颗粒或湿料进行加工，配合纳米砂磨机3可以实现原材料的纳米级砂磨和融合，使用该新型混料一体设备可以规避传统氢氧化物反应过程中结合水对钠电正极材料合成的影响。
36.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种钠电正极材料的新型混料装置，其特征在于，包括混料罐(1)，所述混料罐(1)通过导料管(6)与磨砂机(3)连接，所述磨砂机(3)用于制备均匀的纳米级原材料浆料，所述磨砂机(3)通过导料管(6)与球磨机(2)连接，所述球磨机(2)用于制备均匀的微米级原材料浆料，所述混料罐(1)内部设置有混合组件(4)，所述混合组件(4)用于混合钠电正极材料，所述球磨机(2)与所述磨砂机(3)之间连接有存储结构(5)，所述混料罐(1)外侧设置有夹套(7)，所述夹套(7)与所述混料罐(1)之间设置有加热介质(8)，所述加热介质(8)用于对混料罐(1)内部物料进行干燥。2.根据权利要求1所述的一种钠电正极材料的新型混料装置，其特征在于：所述混料罐(1)上方通过导气管(10)与冷却组件(9)连接，所述冷却组件(9)一端与真空泵连接，所述导料管(6)上连接有蠕动泵(14)。3.根据权利要求1所述的一种钠电正极材料的新型混料装置，其特征在于：所述球磨机(2)包括机箱(201)，所述机箱(201)内部设置有搅拌器(202)，所述搅拌器(202)上方连接有驱动电机(203)，所述机箱(201)上方连接有进料仓(204)，所述机箱(201)出料口与导料管(6)连接，所述机箱(201)内部设置有锆球。4.根据权利要求1所述的一种钠电正极材料的新型混料装置，其特征在于：所述磨砂机(3)包括机体(31)，所述机体(31)内部设置有筒体(32)，所述筒体(32)内部设置有分散器(33)，所述筒体(32)出料口与导料管(6)连接，所述筒体(32)内部设置有锆球。5.根据权利要求1所述的一种钠电正极材料的新型混料装置，其特征在于：所述混合组件(4)包括混合电机(41)，所述混合电机(41)下方与混合轴(42)连接，所述混合轴(42)上连接有混合桨(43)。6.根据权利要求1所述的一种钠电正极材料的新型混料装置，其特征在于：所述存储结构(5)包括存储罐(51)，所述存储罐(51)内部连接有预混网板(52)，所述预混网板(52)上方与预混电机(53)连接。7.根据权利要求2所述的一种钠电正极材料的新型混料装置，其特征在于：冷却组件(9)包括冷凝器(91)，所述冷凝器(91)上方与导气管(10)连接，所述冷凝器(91)下方与收集箱(92)连接，所述冷凝器(91)一侧与真空泵连接。8.根据权利要求5所述的一种钠电正极材料的新型混料装置，其特征在于：所述混合桨(43)上设置有涡流抑制器(44)，所述混合桨(43)为螺旋带状旋转桨，所述混合桨(43)上连接有桨叶。9.根据权利要求1所述的一种钠电正极材料的新型混料装置，其特征在于：所述混料罐(1)下方设置有导入管(11)，所述混料罐(1)上方设置有导出管(12)。10.根据权利要求1所述的一种钠电正极材料的新型混料装置，其特征在于：所述混料罐(1)下方设置有收料箱(13)。

技术总结
本发明公开了一种钠电正极材料的新型混料装置，包括混料罐，混料罐通过导料管与磨砂机连接，磨砂机用于制备均匀的纳米级原材料浆料，磨砂机通过导料管与球磨机连接，球磨机用于制备均匀的微米级原材料浆料，混料罐内部设置有混合组件，混合组件用于混合钠电正极材料，球磨机与磨砂机之间连接有存储结构。该钠电正极材料的新型混料装置通过采用该设备可以实现钠电多体系、多组分的随意切换，拓宽原材料的选择，可以使用大颗粒或湿料进行加工，配合纳米砂磨机可以实现原材料的纳米级砂磨和融合，使用该新型混料一体设备可以规避传统氢氧化物反应过程中结合水对钠电正极材料合成的影响。成的影响。成的影响。


技术研发人员：孙旭 王波 万辉 梁正 陆和杰 李杰 李晓艳
受保护的技术使用者：宁夏汉尧富锂科技有限责任公司
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/9/12