一种钠离子电池正极材料合成装置及其工作方法与流程

本发明涉及一种钠离子电池正极材料合成装置及其工作方法，属于电池生产。

背景技术：

1、现有技术中钠离子电池正极材料的制备广泛使用轨道式真空炉和回转炉，轨道式真空炉由于其设计特点，炉膛长度与空间较大，导致在烧结过程中需要消耗大量的保护气体以维持炉内环境的纯净度。这种高消耗不仅增加了生产成本，也对资源的有效利用构成了挑战。相比之下，回转炉虽然能够在一定程度上减少保护气体的消耗，但其内部的滚筒结构在烧结过程中容易导致材料结块，特别是在处理聚阴离子材料时，粘结现象尤为严重。这不仅影响了材料的烧结质量，还增加了后续清洁工作的难度和成本。

2、具体来说，聚阴离子材料在轨道式真空炉中烧结时，由于炉膛温度分布不均和气体流动特性的影响，材料容易粘结在匣钵底部，形成难以清除的硬结块。而在回转炉中，由于滚筒的旋转和炉内温度的变化，材料则更容易粘结在滚筒内部，形成连续的结块层。这些结块现象不仅降低了材料的利用率，还可能导致烧结设备的损坏和维修成本的增加。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种钠离子电池正极材料合成装置及其工作方法。

2、实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种钠离子电池正极材料合成装置，包括喷雾造粒机构以及烧结机构；所述喷雾造粒机构包括鼓风机、加热器、高速离心雾化器、干燥室、旋风分离器以及离心式风机；所述鼓风机的出气端与加热器的进气端连通设置，所述加热器的出气端与干燥室连通设置；所述干燥室的上端设有高速离心雾化器，干燥室的下端通过输送管道与旋风分离器的进气端连通设置，所述旋风分离器的出气端与离心式风机的进气端连通设置，所述离心式风机的出气端与排出管道连通设置；旋风分离器下端的出料口与烧结机构连通设置。

3、所述鼓风机的进气端设有粉尘过滤网。

4、所述高速离心雾化器的外侧设有循环冷却管道。

5、所述干燥室的侧壁设有观察窗口。

6、所述旋风分离器的出料口设有底部筛网。

7、所述旋风分离器的出料口设有止逆阀门。

8、所述旋风分离器与离心式风机之间设有尾气集尘袋。

9、所述烧结机构包括中央传动轴、保温壳体、收集斗以及烧结单元；所述保温壳体的上端设有入料口，所述入料口与出料口连通设置；保温壳体的下端与收集斗连通设置，保温壳体的侧壁设有进气口以及出气口；保温壳体内转动设有竖直设置的中央传动轴，所述中央传动轴的外侧由上至下设有多组配合设置的烧结单元，位于最上端的烧结单元的进料端与入料口配合设置，位于最下端的烧结单元的出料端与收集斗配合设置。

10、每组所述烧结单元均包括上烧结盘、下烧结盘、上滚刷以及下滚刷，所述上烧结盘与下烧结盘同轴并列转动套装在中央传动轴的外侧，上烧结盘与下烧结盘均与保温壳体固定连接，上烧结盘的直径小于下烧结盘的直径，上烧结盘为中部外凸型圆盘结构，上烧结盘的上端与多个上滚刷均滚动贴合连接，每个所述上滚刷均为由内至外径长依次递减的螺旋结构；下烧结盘为中部内凹型圆盘结构，下烧结盘与多个下滚刷均滚动贴合连接，每个所述下滚刷均为由外至内径长依次递减的螺旋结构；下烧结盘的中部设有多个下料孔；每个上滚刷以及每个下滚刷的内端均与中央传动轴转动连接。

11、本发明的一种钠离子电池正极材料合成装置的工作方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

12、s1：空气经鼓风机吸入加热器、制备原料溶液以及保温壳体内通入保护气；

13、s2：空气通过加热器进入干燥室；

14、s3：原料溶液进入高速离心雾化器进行雾化；

15、s4：雾化后的原料在干燥室内被热空气干燥成粉末；

16、s5：干燥后的粉末在离心式风机的作用下经输送管道吸入旋风分离器中；

17、s6：干燥后的粉末掉落至最上端的烧结单元的上烧结盘的中部；

18、s7：中央传动轴转动带动上滚刷以及下滚刷公转，同时由于上滚刷与上烧结盘贴合，上滚刷在上烧结盘上公转的同时自转，带动粉末向上烧结盘外移动直至粉末掉落到下烧结盘上；

19、s8：由于下滚刷与下烧结盘贴合，下滚刷在下烧结盘上公转的同时自转，带动粉末向内移动至下料孔后掉落到下一个烧结单元的上烧结盘的中部；

20、s9：粉末经多组烧结单元烧结完成后落入收集斗；

21、s10：收集斗转出粉末。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、1、本发明先雾化再烧结，并在烧结过程中使用多个依次设置的烧结盘，确保了烧结环境更为均匀，解决了传统烧结过程中因物料堆积导致的内外气氛差异大、进而引起烧结产品一致性差的问题。

24、2、本发明实现了喷雾造粒后的前驱体能够无缝对接至烧结机构中，实现了连续作业模式，省去了繁琐的转运过程，缩短了生产周期，提高了生产效率，降低了生产成本。

技术特征：

1.一种钠离子电池正极材料合成装置，其特征在于：包括喷雾造粒机构(100)以及烧结机构(200)；所述喷雾造粒机构(100)包括鼓风机(102)、加热器(103)、高速离心雾化器(108)、干燥室(109)、旋风分离器(111)以及离心式风机(113)；所述鼓风机(102)的出气端与加热器(103)的进气端连通设置，所述加热器(103)的出气端与干燥室(109)连通设置；所述干燥室(109)的上端设有高速离心雾化器(108)，干燥室(109)的下端通过输送管道与旋风分离器(111)的进气端连通设置，所述旋风分离器(111)的出气端与离心式风机(113)的进气端连通设置，所述离心式风机(113)的出气端与排出管道(114)连通设置；旋风分离器(111)下端的出料口(117)与烧结机构(200)连通设置。

2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料合成装置，其特征在于：所述鼓风机(102)的进气端设有粉尘过滤网(101)。

3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料合成装置，其特征在于：所述高速离心雾化器(108)的外侧设有循环冷却管道。

4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料合成装置，其特征在于：所述干燥室(109)的侧壁设有观察窗口(110)。

5.根据权利要求1或4所述的一种钠离子电池正极材料合成装置，其特征在于：所述旋风分离器(111)的出料口(117)设有底部筛网(116)。

6.根据权利要求5所述的一种钠离子电池正极材料合成装置，其特征在于：所述旋风分离器(111)的出料口(117)设有止逆阀门(115)。

7.根据权利要求6所述的一种钠离子电池正极材料合成装置，其特征在于：所述旋风分离器(111)与离心式风机(113)之间设有尾气集尘袋(112)。

8.根据权利要求6或7所述的一种钠离子电池正极材料合成装置，其特征在于：所述烧结机构(200)包括中央传动轴(205)、保温壳体(207)、收集斗(208)以及烧结单元；所述保温壳体(207)的上端设有入料口(209)，所述入料口(209)与出料口(117)连通设置；保温壳体(207)的下端与收集斗(208)连通设置，保温壳体(207)的侧壁设有进气口(201)以及出气口(202)；保温壳体(207)内转动设有竖直设置的中央传动轴(205)，所述中央传动轴(205)的外侧由上至下设有多组配合设置的烧结单元，位于最上端的烧结单元的进料端与入料口(209)配合设置，位于最下端的烧结单元的出料端与收集斗(208)配合设置。

9.根据权利要求8所述的一种钠离子电池正极材料合成装置，其特征在于：每组所述烧结单元均包括上烧结盘(203)、下烧结盘(210)、上滚刷(206)以及下滚刷(211)，所述上烧结盘(203)与下烧结盘(210)同轴并列转动套装在中央传动轴(205)的外侧，上烧结盘(203)与下烧结盘(210)均与保温壳体(207)固定连接，上烧结盘(203)的直径小于下烧结盘(210)的直径，上烧结盘(203)为中部外凸型圆盘结构，上烧结盘(203)的上端与多个上滚刷(206)均滚动贴合连接，每个所述上滚刷(206)均为由内至外径长依次递减的螺旋结构；下烧结盘(210)为中部内凹型圆盘结构，下烧结盘(210)与多个下滚刷(211)均滚动贴合连接，每个所述下滚刷(211)均为由外至内径长依次递减的螺旋结构；下烧结盘(210)的中部设有多个下料孔(204)；每个上滚刷(206)以及每个下滚刷(211)的内端均与中央传动轴(205)转动连接。

10.一种根据权利要求1-9中任一权利要求所述的钠离子电池正极材料合成装置的工作方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

技术总结一种钠离子电池正极材料合成装置及其合成方法，属于电池生产技术领域。所述鼓风机的出气端与加热器的进气端连通设置，所述加热器的出气端与干燥室连通设置；所述干燥室的上端设有高速离心雾化器，干燥室的下端通过输送管道与旋风分离器的进气端连通设置，所述旋风分离器的出气端与离心式风机的进气端连通设置，所述离心式风机的出气端与排出管道连通设置；旋风分离器下端的出料口与烧结机构连通设置。本发明先雾化再烧结，并在烧结过程中使用多个依次设置的烧结盘，确保了烧结环境更为均匀，解决了传统烧结过程中因物料堆积导致的内外气氛差异大、进而引起烧结产品一致性差的问题。技术研发人员：宋柏,程永兵,单辉,周玉林,石庆沫,李晓东,贾克胜,张立辉,王指刚,汪海澎,刘荣受保护的技术使用者：常德昆宇新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10