三元锂粉剂制造设备的制作方法

1.本实用新型的实施例涉及一种制造设备及其制造方法，特别涉及一种三元锂粉剂制造设备。


背景技术：

2.目前，在市场上三元锂电池的材料主要是将氯化锂、溴化锂以及氟化锂三种材料混合而成，由于三种材料而且容易吸附空气中的水分，而且传统的去除水分的方法还不能使用，在现有的技术中，生产三元锂粉剂材料使用的方法为使用数台马弗炉将混合盐融化，再将熔盐倒在冷却板上，待冷却后，人工敲碎后放入粉碎机进行造粒。该方法需要消耗大量的人力进行装填料、倒料、敲碎盐等过程；多台马弗炉所需要空间大，且能耗高，同时，生产过程中熔盐极易挥发或分解产生卤化物，对人体和环境有极大损害。


技术实现要素：

3.本实用新型的实施方式的目的在于提供一种三元锂粉剂制造设备及其制造方法，主要解决现有技术中采用人工的生产三元锂粉剂材料的方式，解决液态熔盐极易挥发，对人体和环境有害，同时实现三元锂粉剂生产的自动化，减轻生产三元锂粉剂的劳动强度，提高三元锂粉剂生产效率。
4.为了实现上述目的，本实用新型的实施方式设计了一种三元锂粉剂制造设备，其特征在于，包括：
5.料仓，在所述的料仓内放置三元锂混合粉剂；
6.电动蝶阀，在所述的料仓下方固定连接所述的电动蝶阀；通过所述的电动蝶阀控制所述的三元锂混合粉剂的排出所述的料仓；
7.进料输送部件，在所述的电动蝶阀的出口处固定连接所述的进料输送部件的进口；所述的进料输送部件的出口设置在加热部件的进口上方；通过加热部件对于所述的三元锂混合粉剂进行加热，将所述的三元锂混合粉剂熔融，并通过溢流的方式，进入分布器冷却装置中；
8.所述的分布器冷却装置通过分布器进行造粒冷却，在所述的分布器冷却装置的下方设置集成冷却系统的网带输送装置，所述的集成冷却系统的网带输送装置的出口的下方设置粉碎装置。
9.进一步，所述的料仓设置成双层结构，在所述的料仓的外层上连接真空清洗系统，所述的料仓，还包括：
10.上料仓，在所述的料仓上部设置上料仓，所述的上料仓为圆筒状结构；在上料仓的上方侧面处设置真空抽气口，与真空清洗系统连接；
11.下料仓，在所述的上料仓的下部焊接连接所述的下料仓，所述的下料仓为圆锥形结构；所述的下料仓上筒壁与所述的上料仓的下筒壁焊接成一体结构；
12.料仓盖，在所述的上料仓的上方设置一料仓盖，所述的上料仓与所述的料仓盖以
销轴或者活接的方式活动连接，在所述的料仓盖的上方开设一进气口；通过进气口与上料仓连通。
13.进一步，所述的进料输送部件，还包括：
14.电机，在所述的进料输送部件的一端固定电机；
15.电机减速机，在电机的输出轴连接至设置在同一轴线上的电机减速机的输入端；
16.齿轮连接器，在电机减速机的输出端上轴连接齿轮式联轴器的一端；齿轮式联轴器的另一端轴连接至螺杆的螺杆头上；
17.螺杆，螺杆通过齿轮连接器与电机减速机连接；
18.螺杆料筒，螺杆设置在螺杆料筒中；螺杆料筒与电机减速机相连接；
19.在螺杆与螺杆料筒之间设置一磁流体密封件，磁流体密封件穿入螺杆中，固定在螺杆料筒一端的侧面上。
20.进一步，所述的加热部件，还包括：
21.加热炉，所述的加热炉固定在所述的加热部件的下方；所述的加热炉用于加热所述的三元锂混合粉剂；
22.反应釜，在所述的加热炉的上方活动连接反应釜；反应釜沿加热炉的纵向方向进行移动，反应釜的底部与加热炉的入口设置在同一轴线上；
23.保温结构，在加热炉和反应釜的外侧包覆保温结构；
24.热电偶，在保温结构中设置热电偶，热电偶与加热炉贴合，用于测加热炉的温度；
25.在加热炉的侧面设置一溢流支管，溢流支管穿过保温结构，溢流支管伸入到所述的分布器冷却装置的入口处；
26.溢流支管的外表面与反应釜的外表面上包覆加热元器件，用于保温。
27.进一步，所述的分布器冷却装置，还包括：
28.分布器，在所述的分布器冷却装置的上方固定分布器，在分布器的上方设置导液针，通过导液针的行程和导液针的粗细控制所述的三元锂混合粉剂在熔融状态下的液滴的大小和快慢；
29.冷却滚筒，在分布器的下方设置冷却滚筒，在冷却滚筒内部固定冷却水管，冷却水管伸入冷却滚筒内的空腔内；在冷却水管上接入水冷系统，用于冷却所述的冷却滚筒。
30.进一步，所述的集成冷却系统的网带输送装置呈滑梯状，所述的集成冷却系统的网带输送装置，还包括：
31.金属网带，在所述的集成冷却系统的网带输送装置的输送面上设置金属网带；
32.驱动辊，在所述的集成冷却系统的网带输送装置的上方设置驱动辊；
33.被动辊，在所述的集成冷却系统的网带输送装置的下方设置被动辊；
34.金属网带在驱动辊和被动辊之间循环运作；输送混合后的三元锂混合粉颗粒物；
35.冷却装置，在金属网带的内部设置冷却装置，冷却装置内通过管路形成冷却水回路，冷却装置冷却金属网带和金属网带上混合后的三元锂混合粉颗粒物；
36.金属网带框架，金属网带和冷却装置均固定在金属网带框架上；金属网带框架同样呈滑梯状，在金属网带框架上，在金属网带的出口处固定一出料板。
37.进一步，所述的粉碎装置，所述的粉碎装置为刀片式粉碎机，还包括：
38.旋转切割滚筒，在所述的粉碎装置的中间设置一旋转切割滚筒；
39.切割刀片，在旋转切割滚筒上固定切割刀片；
40.在所述的粉碎装置上方设置所述的集成冷却系统的网带输送装置上的出料板；
41.在所述的粉碎装置下方设置收集装置。
42.优选的，所述的三元锂粉剂制造设备，还包括：
43.料仓架，在所述的料仓、所述的电动蝶阀以及部分所述的进料输送部件均设置在料仓架上；
44.手套箱，在料仓架的一侧连接手套箱，将所述的进料输送部件的出口设置在手套箱内，将所述的加热部件、所述的分布器冷却装置、所述的集成冷却系统的网带输送装置和所述的粉碎装置和收集装置均设置在手套箱中；
45.所述的手套箱，还包括：
46.手套操作孔，在所述的手套箱两侧设置若干个手套操作孔；手套操作孔用于对所述的三元锂粉剂制造设备进行操作。
47.手套箱上接入真空清洗系统，真空清洗系统将手套箱抽成取真空；
48.过渡舱，在手套箱的另一侧设置过渡舱；在过渡舱上连接保护气体清洗系统，保护气体清洗系统用于平衡手套箱上的过渡仓的压力；
49.空调系统，在手套箱上设置空调系统；用于冷却手套箱内的温度；
50.水冷系统，在所述的分布器冷却装置、所述的集成冷却系统的网带输送装置上分别连接水冷系统。
51.进一步，在所述的过渡舱的两侧分别设置一取出口，在取出口上设置挡板，并用固定螺栓和取出口固定；所述的过渡舱上连接保护气体清洗系统，用于平衡两侧的气压；在过渡舱上设置压力表，用于观察所述的过渡舱上的压力。
52.进一步，在所述的水冷系统上设置多路冷却水回路，分别连接至所述的分布器冷却装置中的冷却滚筒中；连接至所述的集成冷却系统的网带输送装置中的冷却装置上。
53.本实用新型同现有技术相比，本实用新型中的实施例中设计了料仓、手套箱、螺杆进料输送部件、电动蝶阀、加热炉、反应釜、分布器冷却装置、网带输送冷却装置、粉碎装置、收集装置等部件组成，在本实用新型的本实施例中，只要将粉料加入料仓中，使之混合均匀后通过螺杆进料输送部件以特定速度进行盛有液态熔盐的反应釜和加热炉中，实现熔盐对粉料的快速熔融，待反应釜内液面超过指定高度后，三元锂液态熔盐经溢流支管流入分布器后在滚筒表面冷却，落在网带输送冷却装置上，在输送机顶部落入粉碎装置中，最后经粉碎后，再由人工收料。实现生产过程的自动化，生产过程中仅需人工上料、收料，节约大量人力成本；除料仓和部分螺杆进料输送部件，其余部分均放在做有保护的手套箱内，箱内粉料及熔盐不会挥发至环境中，对人体危害和环境污染远小于现有技术中的生产方式。本实用新型的实施例中的三元锂粉剂制造设备的日产量约为单台马弗炉的20倍，与现有方式相比，具有综合成本低，总占地面积小，总功耗低等特点，解决了现有技术中采用人工的生产三元锂粉剂材料的方式，解决了多台马弗炉所需要空间大，且能耗高，同时，解决了多台马弗炉所需要空间大，且能耗高，同时，生产过程中熔盐极易挥发或分解产生卤化物，对人体和环境有极大损害。同时，实现了三元锂粉剂生产的自动化，减轻了生产三元锂粉剂的劳动强度，提高了三元锂粉剂生产效率。
附图说明
54.图1为本实用新型第一实施例旋转90
°
后的主视方向的结构示意图；
55.图2为本实用新型第一实施例去除手套箱后的主视方向结构示意图；
56.图3为本实用新型第一实施例去除手套箱后的俯视方向的结构示意图；
57.图4为本实用新型第一实施例去除手套箱后的左视方向的结构示意图；
58.图5为本实用新型第一实施例中的料仓的结构结构示意图；
59.图6为本实用新型第一实施例中的进料输送部件的结构示意图；
60.图7为本实用新型的加热部a
‑
a向的结构示意图；
61.图8为本实用新型第一实施例中的分布器冷却装置的结构示意图；
62.图9为本实用新型第一实施例中的分布器的结构示意图；
63.图10为本实用新型第一实施例中的冷却滚筒俯视方向示意图；
64.图11为本实用新型第一实施例中的网带输送冷却装置的结构示意图；
65.图12为本实用新型第一实施例中的粉碎装置的结构示意图；
具体实施方式
66.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本技术各权利要求所要求保护的技术方案。
67.本实用新型的第一实施方式涉及一种三元锂粉剂制造设备，如图1和图2所示，包括：
68.在料仓10内放置三元锂混合粉剂，由于三元锂混合粉剂主要包括氯化锂、溴化锂以及氟化锂，非常容易吸附空气中的水分，对于料仓10不仅是用于盛放三元锂混合粉剂的作用，还有去除三元锂混合粉剂中的空气，去湿的作用。
69.在本实用新型中的第一实施方式中，如图3所示，料仓10设置成双层结构，双层结构主要是为了能够利用真空清洗系统20接入到料仓10中，在料仓10的外层上连接真空清洗系统20，为了实现去除三元锂混合粉剂中的空气，起到去湿的作用，料仓10，如图2和图5所示，还包括：
70.上料仓11，在料仓10上部设置上料仓11，上料仓11为圆筒状结构；在上料仓11的上方侧面处设置真空抽气口12，与真空清洗系统20连接；真空清洗系统20的作用主要是抽取真空，去除料仓10中的三元锂混合粉剂的空气和空气中水分的作用，即起到去湿的作用。
71.下料仓13，在上料仓11的下部焊接连接下料仓13，下料仓13为圆锥形结构；下料仓13上筒壁与上料仓11的下筒壁焊接成一体结构；上料仓11和下料仓13构成了料仓10的一体结构。
72.料仓盖14，在上料仓11的上方设置一料仓盖14，上料仓11与料仓盖14以销轴或者活接的方式活动连接，料仓盖14能够在上料仓11的上方被揭开，在料仓盖14的上方开设一进气口15；通过进气口15与上料仓11连通。真空清洗系统20分别连接进气口15和真空抽气口12对于料仓10和料仓10中的三元锂混合粉剂进行洗气，真空清洗系统20反复在料仓10和
料仓10中的三元锂混合粉剂内进行抽取真空和充氮气交替进行，将料仓10和料仓10中的三元锂混合粉剂内的空气完全替换出来，达到洗气的功能，即去除料仓10中的三元锂混合粉剂中的空气和空气中的水分的作用，即起到去湿的作用。
73.在料仓10下方固定连接电动蝶阀30；通过电动蝶阀30控制三元锂混合粉剂的排出料仓10，电动蝶阀30主要起到控制三元锂混合粉剂从开关料仓10进入进料输送部件40，电动蝶阀30是开关料仓10和进料输送部件40之间的通道。
74.在本实用新型中的第一实施方式中，如图2、图4和图6所示，
75.进料输送部件40，在电动蝶阀30的出口处固定连接进料输送部件40的进口；为了进一步实现输送三元锂混合粉剂的功能，进料输送部件40，还包括：
76.电机41，在进料输送部件40的一端固定电机41；电机41为整个进料输送部件40提供旋转的动力；电机减速机42的作用主要能够起到减速和增加功率的作用。
77.电机减速机42，在电机41的输出轴连接至设置在同一轴线上的电机减速机42的输入端。
78.齿轮连接器43，在电机减速机42的输出端上轴连接齿轮式联轴器43的一端；齿轮式联轴器43的另一端轴连接至螺杆44的螺杆头上；利用齿轮式联轴器43将电机减速机42与螺杆44连接起来；形成了电机41带动电机减速机42旋转，电机减速机42通过齿轮连接器43连接螺杆44。
79.螺杆44设置在螺杆料筒45中；螺杆料筒45与电机减速机42相连接；利用螺杆44旋转通过螺杆44与螺杆料筒45之间的间隙输送三元锂混合粉剂；为了解决螺杆44与螺杆料筒45之间的密封问题，在螺杆44与螺杆料筒45之间设置一磁流体密封件46，磁流体密封件46穿入螺杆44中，固定在螺杆料筒45一端的侧面上。
80.在本实用新型中的第一实施方式中，如图2和图7所示，三元锂混合粉剂经过进料输送部件40输送以后，进入加热部件50，进料输送部件40的出口47设置在加热部件50的进口上方；通过加热部件50对于三元锂混合粉剂进行加热，将三元锂混合粉剂熔融，并通过溢流的方式，其中，加热部件50如图7所示，还包括：
81.加热炉51固定在加热部件50的下方；加热炉51用于加热三元锂混合粉剂；将三元锂混合粉剂熔融成液体状。
82.在加热炉51的上方活动连接反应釜52；反应釜52沿加热炉51的纵向方向进行移动，反应釜52的底部与加热炉51的入口设置在同一轴线上；这样，熔融成液体状的三元锂就可以从反应釜52进入加热炉51中；为了起到保温的作用，在加热炉51和反应釜52的外侧包覆保温结构53。
83.在保温结构53中设置热电偶54，热电偶54与加热炉51贴合，用于测加热炉51的温度；热电偶54用于测量加热炉51内的温度。
84.在加热炉51的侧面设置一溢流支管55，溢流支管55穿过保温结构53，溢流支管55伸入到分布器冷却装置60的入口处；溢流支管55主要作用在于，为了将熔解后的三元锂原料排出，并能够采用熔盐融盐的原理，并通过溢流的方式将熔解后的三元锂原料排出的方式，能够使得三元锂混合粉剂得到充分的熔解，所以，采用了熔盐融盐的原理，需要采用溢流的方式。
85.为了更好地熔解后的三元锂原料加热以及流出加热炉51进入分布器冷却装置60，
在溢流支管55的外表面与反应釜52的外表面上包覆加热元器件，用于保温。
86.在本实用新型中的第一实施方式中，如图2和图8所示，当熔解后的三元锂原料流出加热炉51进入分布器冷却装置60进行造粒和冷却。
87.分布器冷却装置60通过分布器进行造粒冷却，如图8、图9和图10所示，分布器冷却装置60还包括：
88.分布器61，在分布器冷却装置60的上方固定分布器61，在分布器61的上方设置导液针62，通过导液针62的行程和导液针62的粗细控制三元锂混合粉剂在熔融状态下的液滴的大小和快慢；三元锂混合粉剂在熔融状态下的液滴滴到下方设置的冷却滚筒63上进行冷却。
89.在分布器61的下方设置冷却滚筒63，在冷却滚筒63内部固定冷却水管64，冷却水管64伸入冷却滚筒63内的空腔内；在冷却水管64上接入水冷系统70，用于冷却冷却滚筒63；当冷却滚筒63在旋转过程中，冷却后的三元锂混合粉剂在熔融状态下的液滴就能变成三元锂混合粉颗粒物，由于冷却滚筒63旋转过程中离心力的关系，从而从冷却滚筒63上脱落，落入下方设置的集成冷却系统的网带输送装置80中。
90.在本实用新型中的第一实施方式中，如图2和图11所示，在分布器冷却装置60的下方设置集成冷却系统的网带输送装置80，集成冷却系统的网带输送装置80呈滑梯状，集成冷却系统的网带输送装置80，还包括：
91.在集成冷却系统的网带输送装置80的输送面上设置金属网带81；金属网带81的作用主要输送三元锂混合粉颗粒物，并在输送的过程中进一步冷却三元锂混合粉颗粒物。
92.在集成冷却系统的网带输送装置80的上方设置驱动辊82；驱动辊82用于驱动金属网带81，带动金属网带81转动，用于输送在金属网带81上的三元锂混合粉颗粒物。
93.在集成冷却系统的网带输送装置80的下方设置被动辊83；被动辊83主要是随着驱动辊82转动，将金属网带81形成环状结构，形成转动的循环，使得金属网带81在驱动辊82和被动辊83之间循环运作输送三元锂混合粉颗粒物。
94.冷却装置84，在金属网带81的内部设置冷却装置84，冷却装置84内通过管路形成冷却水回路，冷却装置84冷却金属网带和金属网带81上三元锂混合粉颗粒物。
95.金属网带81和冷却装置84均固定在金属网带框架85上；金属网带框架85同样呈滑梯状，在金属网带框架85上，在金属网带81的出口处固定一出料板86。金属网带81限制在金属网带框架85内，金属网带81沿着金属网带框架85滑梯状的外壳的形状运行，所以，金属网带81能够起到输送三元锂混合粉颗粒物。
96.在本实用新型中的第一实施方式中，如图2和图12所示，通过集成冷却系统的网带输送装置80的输送和冷却，三元锂混合粉颗粒物被输送到了粉碎装置90内，进行进一步的粉碎。集成冷却系统的网带输送装置80的出口的下方设置粉碎装置90；三元锂混合粉颗粒物直接落入粉碎装置90中。
97.粉碎装置90为刀片式粉碎机，还包括：
98.在粉碎装置90的中间设置一旋转切割滚筒91；旋转切割滚筒91主要用于粉碎三元锂混合粉颗粒物，将三元锂混合粉颗粒物粉碎成三元锂粉剂，粉碎到所需要的目数；
99.在旋转切割滚筒91上固定切割刀片92；切割刀片92安装在旋转切割滚筒91上，起到切割的作用。
100.在粉碎装置90上方设置集成冷却系统的网带输送装置80上的出料板86；为了方便进料在在粉碎装置90上方设置出料板86，三元锂混合粉颗粒物能够直接从集成冷却系统的网带输送装置80进入粉碎装置90中，经过粉碎装置90粉碎后的三元锂粉剂进行收集，所以在在粉碎装置90下方设置收集装置100。
101.在本实用新型的第一实施例中，如图1、图2所示，三元锂粉剂制造设备，还包括：
102.在料仓10、电动蝶阀20以及部分进料输送部件40均设置在料仓架120上；料仓架120起到支撑料仓10和进料输送部件40的作用。
103.在料仓架120的一侧连接将手套箱130，将进料输送部件40的出口设置在手套箱130内，将加热部件50、分布器冷却装置60、集成冷却系统的网带输送装置80和粉碎装置90和收集装置100均设置在手套箱130中；手套箱130的作用主要是用于防止三元锂原料在制造的过程中三元锂混合粉剂中混入空气，吸附空气中的水分的作用，杜绝了三元锂原料在制造的过程中接触到空气，提高三元锂粉剂产品的质量。
104.手套箱130上接入真空清洗系统20，真空清洗系统20将手套箱130抽成真空状态；真空清洗系统20作用主要在于将手套箱抽130成取真空或者在某种情况下需要的话，适量的充入氮气，在手套箱130内形成微正压状态。
105.在手套箱130的另一侧设置过渡舱140；在过渡舱140上连接保护气体清洗系统150，保护气体清洗系统150用于平衡手套箱130上的过渡仓140的压力；过渡舱140主要作用是不破坏手套箱130压力环境的情况下，将加工好的三元锂粉剂取出来。
106.如图1所示，手套箱130，还包括：
107.手套操作孔131，在手套箱130两侧设置若干个手套操作孔131；手套操作孔131用于对三元锂粉剂制造设备进行操作。
108.如图1所示，在本实施例中，在过渡舱140的两侧分别设置一取出口141，在取出口141上设置挡板142，并用固定螺栓和取出口141固定；过渡舱140上连接保护气体清洗系统150，用于平衡两侧的气压；在过渡舱140上设置压力表143，用于观察过渡舱140上的压力，只有等到过渡舱140内的压力与手套箱130大致相等时，才能打开取出口141上设置的挡板142。当需要取出生产完成的三元锂粉剂时，保护气体清洗系统150先需要将过渡舱140内的空气抽出，待过渡舱140内的压力与手套箱130大致相等时，将过渡舱140内的挡板142打开，放入三元锂粉剂，然后盖好挡板142并用螺栓固定，然后保护气体清洗系统150向过渡舱140内充入氮气，待过渡舱140内的压力与大气大致相等时，打开外侧的挡板142，将三元锂粉剂取出，盖上挡板142并锁紧，完成取出三元锂粉剂的过程。
109.在手套箱130上设置空调系统160；用于冷却手套箱130内的温度，空调系统160安装在手套箱130上，主要是降低手套箱130的温度；使得手套箱130内温度适合制造三元锂粉剂的温度。
110.为了降低制造三元锂粉剂生产过程的温度，在分布器冷却装置60、集成冷却系统的网带输送装置80上分别连接水冷系统70，在水冷系统70上设置多路冷却水回路，其中的一路连接至分布器冷却装置60中的冷却滚筒63中；还有一路连接至集成冷却系统的网带输送装置80中的冷却装置84上。水冷系统70用于降低冷却滚筒63和冷却装置84，在本实施例中的三元锂粉剂的生产过程中，主要的冷却的步骤就是对于冷却滚筒63和冷却装置84的冷却。
111.在本实用新型的实施例中，采用了三元锂粉剂制造设备及其制造方法制造的三元锂粉剂，在制造过程中，具有环保的作用，除料仓和部分螺杆进料输送部件，其余部分均放在做有保护的手套箱内，箱内粉料及熔盐不会挥发至环境中，对人体危害和环境污染远小于现有技术中的生产方式。解决了液态熔盐极易挥发，对人体和环境有害，同时，实现了三元锂粉剂生产的自动化，减轻了生产三元锂粉剂的劳动强度，提高了三元锂粉剂生产效率。
112.本实用新型中的第一实施例中设计了料仓、手套箱、螺杆进料输送部件、电动蝶阀、加热炉、反应釜、分布器冷却装置、网带输送冷却装置、粉碎装置、收集装置等部件组成，只要将粉料加入料仓中，使之混合均匀后通过螺杆进料输送部件以特定速度进行盛有液态熔盐的反应釜和加热炉中，实现熔盐对粉料的快速熔融，待反应釜内液面超过指定高度后，三元锂液态熔盐经溢流支管流入分布器后在滚筒表面冷却，落在网带输送冷却装置上，在输送机顶部落入粉碎装置中，最后经粉碎后，再由人工收料。实现生产过程的自动化，生产过程中仅需人工上料、收料，节约大量人力成本；本实用新型与现有方式相比，具有综合成本低，总占地面积小，总功耗低等特点，减轻了生产三元锂粉剂的劳动强度，提高了三元锂粉剂生产效率等优点。
113.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。