高溫干燥氣體閉式循環(huán)超微粉碎干燥磷酸鐵鋰的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高溫干燥氣體閉式循環(huán)超微粉碎干燥磷酸鐵鋰的裝置；本實(shí)用新型對(duì)生產(chǎn)磷酸鐵鋰的燒結(jié)系統(tǒng)、粉碎系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)進(jìn)行全封閉處理，磷酸鐵鋰在燒結(jié)、粉碎、包裝等工序中封閉輸送；同時(shí)，本實(shí)用新型粉碎系統(tǒng)設(shè)置氣流粉碎機(jī)，采用高溫干燥氣體為粉碎氣源，對(duì)磷酸鐵鋰進(jìn)行對(duì)噴流式瞬間烘干，使磷酸鐵鋰粉碎和烘干同時(shí)進(jìn)行。本實(shí)用新型解決了磷酸鐵鋰生產(chǎn)過程中階段性產(chǎn)品需要不斷干燥的問題，節(jié)約了能源，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】
高溫干燥氣體閉式循環(huán)超微粉碎干燥磷酸鐵鋰的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及磷酸鐵鋰制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高溫干燥氣體閉式循環(huán)超微粉碎干燥磷酸鐵鋰的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電子電池由于兼具高比能量及高比功率等特點(diǎn)，被公認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ碾姵?。而我?guó)磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭十分迅猛，目前在這個(gè)領(lǐng)域(單指正極材料)，美國(guó)的主要生產(chǎn)廠商不過數(shù)十家，而內(nèi)地企業(yè)數(shù)量卻非常之多。從總的生產(chǎn)水平來說，目前LiFePO4的研究正處于上升階段，還有許多應(yīng)用技術(shù)需要進(jìn)一步研究。
[0003]張俊喜等人(CN1762798)通過共沉淀法制備前驅(qū)體，再高溫?zé)Y(jié)制備粒度均勻、比表面積高的磷酸鐵鋰正極材料，其平均粒徑約為43.9nm，粒度分布較窄。1(.Konstantinov等人(Electrochimica Acta，421-426(2_3)，2004)采用溶液噴霧技術(shù)，分別合成了粒度較細(xì)、晶體單一、電導(dǎo)率較高的LiFeP04/C復(fù)合材料，改善了材料的電化學(xué)性能。杜偉等人(CN201010019325)介紹了一種簡(jiǎn)單易行的制備磷酸鐵鋰的方法，通過將鋰源化合物、磷源化合物、三價(jià)鐵源化合物和碳化合物按一定比例進(jìn)行球磨并煅燒，制得磷酸鐵鋰。
[0004]高溫固相法是目前合成LiFePO4最常用的方法，一般采用鈷酸鋰、氫氧化鋰等為鋰源，草酸亞鐵、醋酸亞鐵等有機(jī)鐵源及磷酸二氫氨等磷源按一定化學(xué)計(jì)量比混合，球磨均勻后在惰性氣體保護(hù)下高溫煅燒合成。雖然燒結(jié)后的磷酸鐵鋰含有碳包覆層，但仍然有較強(qiáng)的吸水性，受潮的磷酸鐵鋰會(huì)降低電池壽命，影響電池供電效率，所以磷酸鐵鋰烘干防潮的工作仍然十分重要。
[0005]傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝多采用開式系統(tǒng)對(duì)磷酸鐵鋰進(jìn)行輸送、燒結(jié)、粉碎、包裝，采用雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)對(duì)物料進(jìn)行烘干，然而該類設(shè)備需要高真空度來降低物料中汽化溫度，但高真空度易導(dǎo)致抽氣成本增加；同時(shí)，雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)物料的填充率僅為30%?50%，且烘干時(shí)間周期較長(zhǎng)，不利于批量化生產(chǎn)磷酸鐵鋰。
[0006]在整個(gè)生產(chǎn)磷酸鐵鋰的生產(chǎn)過程中，反復(fù)烘干階段性產(chǎn)品既降低了生產(chǎn)效率，也大大提高生產(chǎn)成本，然而不對(duì)生產(chǎn)中的磷酸鐵鋰進(jìn)行及時(shí)的烘干防潮，又會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以如何在燒結(jié)、粉碎以及最后的包裝成型中控制磷酸鐵鋰水分含量是一項(xiàng)重要而亟需解決的課題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種高溫干燥氣體閉式循環(huán)超微粉碎干燥磷酸鐵鋰的裝置，解決磷酸鐵鋰生產(chǎn)過程中階段性產(chǎn)品需要不斷干燥的問題，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0009]—種高溫干燥氣體閉式循環(huán)超微粉碎干燥磷酸鐵鋰的裝置，包括氣流磨料倉、氣流粉碎機(jī)、分級(jí)機(jī)、收集器、篩分器和包裝機(jī)，所述氣流磨料倉與磷酸鐵鋰燒結(jié)窯爐封閉連接，所述氣流磨料倉、氣流粉碎機(jī)、分級(jí)機(jī)、收集器、篩分器和包裝機(jī)依次封閉連接。
[0010]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述收集器的氣體出口通過壓縮機(jī)和過濾器與氣流粉碎機(jī)連接。
[0011]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述收集器、篩分器和包裝機(jī)設(shè)置在防潮閉室內(nèi)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0013]1、本實(shí)用新型對(duì)生產(chǎn)磷酸鐵鋰的燒結(jié)系統(tǒng)、粉碎系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)進(jìn)行全封閉處理，磷酸鐵鋰在燒結(jié)、粉碎、包裝等工序中封閉輸送，不與濕空氣接觸，使生產(chǎn)的全過程中始終保持磷酸鐵鋰的水分含量低于1000PPM，有效解決了磷酸鐵鋰生產(chǎn)過程中得到的階段性產(chǎn)品需要不斷干燥的問題，節(jié)約了能源，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
[0014]2、本實(shí)用新型粉碎系統(tǒng)設(shè)置氣流粉碎機(jī)，采用高溫干燥氣體為粉碎氣源，對(duì)磷酸鐵鋰進(jìn)行對(duì)噴流式瞬間烘干，使磷酸鐵鋰粉碎和烘干同時(shí)進(jìn)行，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。另夕卜，粉碎系統(tǒng)采用高溫干燥氣體閉式循環(huán)使用，減少了高溫干燥氣體消耗量，降低了生產(chǎn)成本。
[0015]3、本實(shí)用新型的工藝(全封閉+氣流粉碎烘干)與傳統(tǒng)工藝(開式輸送+開式粉碎+雙錐真空干燥+開式包裝)相比:在能量消耗上，循環(huán)冷卻水流量每小時(shí)比傳統(tǒng)工藝少48.4m3、裝機(jī)功率降低636.4Kw、壓縮空氣流量每小時(shí)少消耗315m3，全套小時(shí)能耗僅為傳統(tǒng)工藝的47.3%。在成本核算上，本實(shí)用新型的工藝單位噸能耗為0.17萬，僅為傳統(tǒng)工藝的48.5%,估算傳統(tǒng)工藝每年能耗1054.35萬元，而本實(shí)用新型的工藝每年能耗503.33萬元，一年節(jié)約551萬元。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的工藝流程圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中標(biāo)記:1-氣流磨料倉，2-氣流粉碎機(jī)，3-分級(jí)機(jī)，4-收集器，5-篩分器，6_包裝機(jī)，7-磷酸鐵鋰燒結(jié)窯爐，8-壓縮機(jī)，9-過濾器，10-防潮閉室。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0020]實(shí)施例1
[0021]—種高溫干燥氣體閉式循環(huán)超微粉碎干燥磷酸鐵鋰的裝置，包括氣流磨料倉1、氣流粉碎機(jī)2、分級(jí)機(jī)3、收集器4、篩分器5和包裝機(jī)6，所述氣流磨料倉I與磷酸鐵鋰燒結(jié)窯爐7封閉連接，所述氣流磨料倉1、氣流粉碎機(jī)2、分級(jí)機(jī)3、收集器4、篩分器5和包裝機(jī)6依次封閉連接。
[0022]結(jié)合上述裝置，高溫干燥氣體閉式循環(huán)超微粉碎干燥磷酸鐵鋰的方法，包括以下步驟:
[0023](I)將窯爐燒結(jié)后的磷酸鐵鋰(通過輥道爐或回轉(zhuǎn)爐等窯爐燒結(jié)得到的LiFeP04/C復(fù)合材料)采用高溫干燥氣體從磷酸鐵鋰燒結(jié)窯爐7經(jīng)氣流磨料倉I封閉輸送至氣流粉碎機(jī)2，采用高溫干燥氣體對(duì)磷酸鐵鋰進(jìn)行粉碎和烘干；
[0024](2)將步驟(I)得到的粉碎烘干后的磷酸鐵鋰采用高溫干燥氣體依次封閉輸送至分級(jí)機(jī)3分級(jí)、收集器4收集和包裝機(jī)6包裝，得到超細(xì)磷酸鐵鋰產(chǎn)品，超細(xì)磷酸鐵鋰產(chǎn)品的粒度d5Q = 0.5?20μπι，水分含量小于1000PPM。
[0025]所述高溫干燥氣體可以選用氮?dú)?、氬氣或空氣，其溫度?0?180°C，壓力為0.2?
0.8MPa，露點(diǎn)溫度為-10?-80°C。
[0026]磷酸鐵鋰在燒結(jié)、粉碎、包裝等工序中封閉輸送，不與濕空氣接觸，使生產(chǎn)的全過程中始終保持磷酸鐵鋰的水分含量低于1000PPM，有效解決了磷酸鐵鋰生產(chǎn)過程中得到的階段性產(chǎn)品需要不斷干燥的問題，節(jié)約了能源，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本；同時(shí)，氣流粉碎機(jī)采用高溫干燥氣體為粉碎氣源，對(duì)磷酸鐵鋰進(jìn)行對(duì)噴流式瞬間烘干，使磷酸鐵鋰粉碎和烘干同時(shí)進(jìn)行，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。
[0027]實(shí)施例2
[0028]實(shí)施例2在實(shí)施例1的基礎(chǔ)之上，所述收集器4的氣體出口通過壓縮機(jī)8和過濾器9與氣流粉碎機(jī)2連接;所述收集器4流出的高溫干燥氣體經(jīng)過壓縮過濾后回到氣流粉碎機(jī)2循環(huán)使用;高溫干燥氣體閉式循環(huán)使用，減少了高溫干燥氣體消耗量，降低了生產(chǎn)成本。
[0029]實(shí)施例3
[0030]實(shí)施例3在實(shí)施例1的基礎(chǔ)之上，所述收集器4、篩分器5和包裝機(jī)6設(shè)置在防潮閉室10內(nèi)，防潮閉室10的相對(duì)濕度I %?30%，進(jìn)一步防止產(chǎn)品吸水受潮。
[0031]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過參照本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高溫干燥氣體閉式循環(huán)超微粉碎干燥磷酸鐵鋰的裝置，其特征在于:包括氣流磨料倉、氣流粉碎機(jī)、分級(jí)機(jī)、收集器、篩分器和包裝機(jī)，所述氣流磨料倉與磷酸鐵鋰燒結(jié)窯爐封閉連接，所述氣流磨料倉、氣流粉碎機(jī)、分級(jí)機(jī)、收集器、篩分器和包裝機(jī)依次封閉連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫干燥氣體閉式循環(huán)超微粉碎干燥磷酸鐵鋰的裝置，其特征在于:所述收集器的氣體出口通過壓縮機(jī)和過濾器與氣流粉碎機(jī)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫干燥氣體閉式循環(huán)超微粉碎干燥磷酸鐵鋰的裝置，其特征在于:所述收集器、篩分器和包裝機(jī)設(shè)置在防潮閉室內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H01M4/1397GK205543048SQ201620333888
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】張明星, 陳俊冬, 陳海焱, 彭偉
【申請(qǐng)人】綿陽流能粉體設(shè)備有限公司