一种用于锂电池三元前驱体合成的复合进料管的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池材料制备技术领域，特别涉及一种用于锂电池三元前驱体合成的复合进料管。


背景技术：

2.锂离子电池凭借电压稳定、容量高、能量密度大、循环寿命长和消耗低等优势逐渐取代了铅酸电池，并在新能源产业的带动下，连续保持快速增长。而作为决定锂离子电池性能的关键材料，前驱体的制备是锂离子电池三元材料生产过程中最为重要的工序之一。前驱体的物理化学性能很大程度上决定了正极材料的性能，由于前驱体材料的一致性或者分布集中度对锂离子电池的安全性、稳定性有一定的影响，为了获得更高的锂电池的安全性能和稳定性，要对锂离子电池材料生产过程中的前驱体材料颗粒的一致性管控提出更高要求。
3.在当前锂离子电池正极材料前驱体的合成反应过程中，大多采用单根或者多根进料管进一种原料的方式，由于进料口位置固定、口径固定，当进料流量较大时，导致进料管出口位置处的局部料液浓度过高，由于料液分散性较差，容易产生小颗粒，因此只能通过提高搅拌强度或者多料管进料的方式稍微改善局部浓度过高或不均匀问题，但不能彻底解决此问题；而当进料流量较小时，导致料液不能填满进料管，流速过慢，导致反应料液第一时间在出料口处发生反应，会使此处体系局部浓度过高或不均现象，即时提高搅拌强度也很难改善。所以，目前的反应釜进料管易导致反应过程中的局部浓度过高或不均匀现象，从而影响前驱体材料的颗粒一致性和稳定性。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.本实用新型要解决的技术问题是提供一种物料反应更加均匀、进料流量更大、流速更大和进料管内部物料填充度更高的用于锂电池三元前驱体合成的复合进料管。
6.(二)技术方案
7.为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种用于锂电池三元前驱体合成的复合进料管，包括进料管，所述进料管的两端分别形成有进料口和出料口，所述进料口与所述出料口导通且所述进料口与所述出料口之间形成进料通道，所述进料通道用于原料的运输；所述进料管上设置有气管，所述气管的一端与所述进料通道导通，所述气管的另一端与外部气体装置连通用于向所述进料管通气实现出料控制，此结构的设置能够通过在所述气管向所述进料管中通入氮气，可以解决当进料流量较小、料液不能填满复合进料管时，流速过慢的问题，克服管内与管外的压力差，保证料液可以正常注入反应釜，另外可以通过适当调节氮气流量，加快料液流速，使料液在管口处短时间内不富集。
8.进一步的，所述出料口上设置有用于物料出料引流的喷头，所述喷头呈环形，所述喷头上有若干个用于出料的喷头口，所述喷头口的数量至少为9个且其中一个喷头口设置
在轴心处，其余喷头口环形等间距设置在所述喷头上；所述喷头的最大截面直径在60～100mm之间；所述喷头口的直径在1～6mm之间，带有多个喷头口的环形喷头可以很好地改变物料流出后的流动路线，一个喷头口开设在轴心处，其余喷头口以轴心为圆心环形设置，能够保证出料流量，同时所述喷头口的设置能够对内部物料实现细化和分流的作用，使得从出料口流出的反应物料在较短的时间内就能够与反应釜内的反应物料更加均匀的混合。
9.进一步的，所述进料管包括：第一管体、第二管体和第三管体，所述进料口设置在所述第一管体的一端，所述出料口设置在所述第三管体的一端，所述第一管体与所述第三管体通过所述第二管体连通，此结构的设置通过所述第一管体、所述第二管体和所述第三管体使所述进料管的结构设置更加合理，能够保证物料在所述进料管内部的流通。
10.进一步的，所述第一管体的进料方向与所述第三管体的出料方向相互垂直，所述第二管体呈弧形设置在所述第一管体和所述第三管体之间，此结构的设置能够保证所述气管物料的进料和出料，结构设置更加简单，物料流通更加合理。
11.进一步的，所述气管包括：伸入端和伸出端，所述伸入端置于所述进料管内与所述第一管体的轴线平行设置，此结构的设置能够保证所述进料管的氮气出气方向与物料流通方向一致，能够有效加快料液流速，使料液在管口处短时间内不富集。
12.进一步的，所述伸出端置于所述气管的外侧并与所述伸入端呈“z”字型设置在所述气管上，结构设置合理，占用空间少。
13.进一步的，所述进料管的直径在20～40mm之间；所述气管的直径在10～20mm之间。
14.(三)有益效果
15.本实用新型一种用于锂电池三元前驱体合成的复合进料管相对于现有技术的优点在于：能够实现在进料管内的物料流量不变的情况下，物料被细化，且流速被增加；同时环形设置在喷头处的多个喷头口可以很好地改变物料流出后的流动路线，在两者的协同作用下，使得从喷头口流出的反应物料在较短的时间内就能够与反应釜内的反应物料更加均匀的混合，整体的结构更加简单，内部结构设置更加合理。
附图说明
16.图1为本实用新型一种用于锂电池三元前驱体合成的复合进料管的结构示意简图；
17.图2为本实用新型一种用于锂电池三元前驱体合成的复合进料管喷头的结构示意简图；
18.其中：1为进料管、101为进料口、102出料口、103为进料通道、2为气管、201为伸入端、202为伸出端、3为喷头、301为喷头口、401为第一管体、402为第二管体、403为第三管体。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
20.参阅图1和图2，一种用于锂电池三元前驱体合成的复合进料管，包括进料管1，进料管1的两端分别形成有进料口101和出料口102，进料口101与出料口102导通且进料口101与出料口102之间形成进料通道103，进料通道103用于原料的运输；进料管1上设置有气管
2，气管2的一端与进料通道103导通，气管2的另一端与外部气体装置连通用于向进料管1通气实现出料控制，能够通过在气管2向进料管1中通入氮气，可以解决当进料流量较小、料液不能填满复合进料管时，流速过慢的问题，克服管内与管外的压力差，保证料液可以正常注入反应釜，另外可以通过适当调节氮气流量，加快料液流速，使料液在管口处短时间内不富集。
21.参阅图1和图2，出料口102上设置有用于物料出料引流的喷头3，喷头3呈环形，喷头3上有若干个用于出料的喷头口301，喷头口301的数量至少为9个且其中一个喷头口301设置在轴心处，其余喷头口301环形等间距设置在喷头3上；喷头3的最大截面直径在60～100mm之间；喷头口301的直径在1～6mm之间，带有多个喷头口301的环形喷头3可以很好地改变物料流出后的流动路线，同时喷头口30的设置能够对内部物料实现细化和分流的作用，使得从出料口流出的反应物料在较短的时间内就能够与反应釜内的反应物料更加均匀的混合。
22.参阅图1，进料管1包括：第一管体401、第二管体402和第三管体403，进料口101设置在第一管体401的一端，出料口102设置在第三管体403的一端，第一管体401与第三管体403通过第二管体402连通，通过第一管体401、第二管体402和第三管体403使进料管1的结构设置更加合理，能够保证物料在进料管1内部的流通。
23.参阅图1，第一管体401的进料方向与第三管体403的出料方向相互垂直，第二管体402呈弧形设置在第一管体401和第三管体403之间，能够保证进料管1物料的进料和出料，结构设置更加简单，物料流通更加合理。
24.参阅图1，气管2包括：伸入端202和伸出端201，伸入端202置于进料管1内与第一管体401的轴线平行设置，能够保证进料管1的氮气出气方向与物料流通方向一致，能够有效加快料液流速，使料液在管口处短时间内不富集。
25.参阅图1，伸出端201置于气管2的外侧并与伸入端202呈“z”字型设置在气管上，结构设置合理，占用空间少。
26.参阅图1，进料管1的直径在20～40mm之间；气管2的直径在10～20mm之间。
27.本实施例能够实现在进料管内的物料流量不变的情况下，物料被细化，且流速被增加；同时环形设置在喷头处的多个喷头口可以很好地改变物料流出后的流动路线，在两者的协同作用下，使得从喷头口流出的反应物料在较短的时间内就能够与反应釜内的反应物料更加均匀的混合，整体的结构更加简单，内部结构设置更加合理。
28.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。