正极材料前驱体的制备方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种正极材料前驱体的制备方法及系统，正极材料前驱体的制备方法包括：向反应器提供包含用于制备正极材料前驱体的金属盐溶液的原料；促使原料反应生成正极材料前驱体，并在正极材料前驱体生长过程中继续向反应器提供确保正极材料前驱体生长到设定要求的所述金属盐溶液；通过位于反应器中的过滤元件对反应器中的溶液进行固液分离过滤从而将反应器中的液体量维持在反应所需的范围；当正极材料前驱体生长到设定要求后，将其排出。将其排出。将其排出。

【技术实现步骤摘要】
正极材料前驱体的制备方法及系统


[0001]本专利技术说明书有关的部分中涉及实现反应与过滤浓缩的系统的过滤器，具体涉及使反应原料发生物理和/或化学反应并对反应产品进行过滤浓缩的方法，尤其涉及使制备三元材料前驱体的原料进行反应并对三元材料前驱体进行过滤浓缩的方法。

技术介绍

[0002]在需要先使反应原料进行反应获得反应产品，然后再对该反应产品进行过滤浓缩的处理流程中，用于反应的反应设备和用于过滤浓缩的过滤浓缩设备之间通常是两个彼此独立的不同设备。例如，在一种锂离子电池三元材料前驱体的制备工艺中，反应釜和离心机之间彼此连接，运行时，由镍盐(如硫酸镍)、钴盐(如硫酸钴)、锰盐(如硫酸锰)和水配置成的一定浓度的混合盐溶液与一定浓度的氢氧化钠溶液分别进入反应釜并在反应釜中发生盐碱中和反应生成三元材料前驱体晶核，反应完成后反应釜中的浆液再被输送至离心机进行过滤浓缩。显然，由于反应釜与离心机属于两个彼此独立的不同设备，这些设备需配置的数量较多且占地面积也较大，此外，还导致工艺流程控制的难度增大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供用于实现反应与过滤浓缩的正极材料前驱体的制备方法，以解决由于用于反应的反应设备和用于过滤浓缩的过滤浓缩设备之间属于两个彼此独立的不同设备而带来的设备数量较多、设备占地面积较大的技术问题。
[0004]为了解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种正极材料前驱体的制备方法，包括：
[0005]向反应器提供包含用于制备正极材料前驱体的金属盐溶液的原料；促使原料反应生成正极材料前驱体，并在正极材料前驱体生长过程中继续向反应器提供确保正极材料前驱体生长到设定要求的所述金属盐溶液；
[0006]通过位于反应器中的过滤元件对反应器中的溶液进行固液分离过滤从而将反应器中的液体量维持在反应所需的范围；当正极材料前驱体生长到设定要求后，将其排出。
[0007]通过采用本一种正极材料前驱体的制备方法，将原料的反应、过滤浓缩均集中于一个容器中反应器中进行，这样使制备正极材料前驱体的设备数量更少、设备占地面积较小，并且无需将原料在多个反应器或容器中进行循环流动，可直接通过过滤器将一定量的溶液直接进行固液分离。
[0008]进一步地是，本制备方法，包括至少一组工艺单元制备得到所述正极材料前驱体；所述一组工艺单元包括：
[0009]向反应器投入包含用于制备正极材料前驱体的金属盐溶液的原料；
[0010]当反应器中液位下降到第一位置时，继续向反应器投入所述原料；
[0011]当反应器中液位上升到第二位置时，通过过滤元件对反应器中溶液进行所述固液分离。
[0012]当需要通过多组所述工艺单元进行制备时，多组所述工艺单元时间连续或间隔的进行。
[0013]进一步地是，还可以有另一种操作模式，包括以下操作：
[0014]持续或间断的向反应器投入包含用于制备正极材料前驱体的金属盐溶液的原料；
[0015]同时，通过过滤元件对反应器中溶液进行所述固液分离，使反应器内液位高度保持预设范围值内。
[0016]进一步地是，抽取的所述溶液从所述过滤器的净液输出口输出后，对其进行进行气液分离。
[0017]作为本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供了一种正极材料前驱体，所述正极材料前驱体为上述的正极材料前驱体的制备方法制备的反应产品浓缩物。
[0018]具体的是，该正极材料前驱体为三元正极材料前驱体。
[0019]作为本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供了一种正极材料前驱体的制备系统，包括：
[0020]过滤反应装置，包含过滤器和设有反应原料输入口、反应产品浓缩物输出口的外壳，所述过滤器通过所述外壳顶部上的安装口设置于或部分设置于外壳内；
[0021]气液分离装置，包含设有来料输入端、气料输出口和液料输出端的外壳；所述液料输入端与所述过滤器的净液输出口连通；
[0022]动力装置，包含与气液分离装置连通的泵体；或者，该动力装置包含与气液分离装置和过滤器连通的泵体。
[0023]进一步地是，所述气液分离装置主要由至少两个串联的气液分离器组成，所述气液分离器包含来料输入口、液体输出口和气体输出口；位于前端的气液分离器的气体输出口与位于后端的气液分离器的来料输入口连通。
[0024]进一步地是，所述气液分离装置主要由至少两个并联的气液分离器组成，所述气液分离器包含来料输入口、液体输出口和气体输出口；至少两个所述气液分离器的来料输入口均与过滤器的净液输出口连通。
[0025]进一步地是，所述动力装置包括循环水槽，该循环水槽上设置有连通气料输出口的气料入口，所述循环水槽上设置有用于冷凝输入气料的冷凝装置；所述循环水槽的位于底部的液料出口通过泵体与位于循环水槽上部的液料入口连通；所述泵体与气液分离装置的气料输出口连接，用于抽取气料。
[0026]本专利技术的另一个方面上，还提供了一种用于实现反应与过滤浓缩的装置，以解决由于用于反应的反应设备和用于过滤浓缩的过滤浓缩设备之间属于两个彼此独立的不同设备而带来的设备数量较多、设备占地面积较大的技术问题。
[0027]本用于实现反应与过滤浓缩的装置，具体包括：反应器，包含设有反应原料输入口和反应产品浓缩物输出口的外壳，所述外壳具有壳顶部，所述壳顶部上设有过滤器安装口；过滤器，包含安装在该过滤器安装口上的净液输出通道部件以及从过滤器安装口向下装入反应器的净液输送通道部件和滤芯组；其中，所述滤芯组悬空安装在净液输送通道部件的下端并被整体或大部分的置于反应器反应完成后反应器中待过滤物液面之下，并且，所述滤芯组上端的滤芯组净液输出口通过所述净液输送通道部件与所述净液输出通道部件连接并形成净液输出流路。
[0028]根据本专利技术的部分实施例，所述净液输送通道部件主要由第一筒体结构构成，所述第一筒体结构的中心轴线大致上沿竖直方向进行设置；该第一筒体结构的下端口处设置有第一筒体结构下端板，所述滤芯组安装在该第一筒体结构下端板上并且滤芯组净液输出口与第一筒体结构的内部空间导通；该第一筒体结构的上端口处设置有第一筒体结构上端板，所述净液输出通道部件安装在该第一筒体结构上端板上并与第一筒体结构的内部空间导通。
[0029]根据本专利技术的部分实施例，所述第一筒体结构的上端口向上延伸至所述过滤器安装口附近以使所述第一筒体结构上端板位于过滤器安装口上方。
[0030]根据本专利技术的部分实施例，所述第一筒体结构上端板作为法兰盘通过螺栓连接件与过滤器安装口上的法兰盘或与净液输出通道部件上的法兰盘或同时与过滤器安装口上的法兰盘和净液输出通道部件上的法兰盘连接。
[0031]根据本专利技术的部分实施例，所述第一筒体结构上端板被夹紧于过滤器安装口上的法兰盘与净液输出通道部件上的法兰盘之间，并且，第一筒体结构上端板、过滤器安装口上的法兰盘和净液输出通道部件上的法兰盘通过同一套螺栓连接件连接。
[0032]根据本专利技术的部分实施例，所述第一筒体结构上端板低于过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括：向反应器提供包含用于制备正极材料前驱体的金属盐溶液的原料；促使原料反应生成正极材料前驱体，并在正极材料前驱体生长过程中继续向反应器提供确保正极材料前驱体生长到设定要求的所述金属盐溶液；通过位于反应器中的过滤元件对反应器中的溶液进行固液分离过滤从而将反应器中的液体量维持在反应所需的范围；当正极材料前驱体生长到设定要求后，将其排出。2.如权利要求1所述的正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：包括至少一组工艺单元制备得到所述正极材料前驱体；所述一组工艺单元包括：向反应器投入包含用于制备正极材料前驱体的金属盐溶液的原料；当反应器中液位下降到第一位置时，继续向反应器投入所述原料；当反应器中液位上升到第二位置时，通过过滤元件对反应器中溶液进行所述固液分离；当需要通过多组所述工艺单元进行制备时，多组所述工艺单元时间连续或间隔的进行。3.如权利要求1所述的正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：包括以下操作：持续或间断的向反应器投入包含用于制备正极材料前驱体的金属盐溶液的原料；同时，通过过滤元件对反应器中溶液进行所述固液分离，使反应器内液位高度保持预设范围值内。4.如权利要求1所述的正极材料前驱体的制备方法，其特征在于：抽取的所述溶液从所述过滤器的净液输出口输出后，对其进行进行气液分离。5.一种正极材料前驱体，其特征在于：所述正极材料前驱体为由如权利要求1～4任意一项所述的正极材料前驱体的制备方法制备的反应产品浓缩物。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志，何劲松，何珂桥，李仲恺，刘超，杨光耀，赵聪，
申请(专利权)人：四川思达能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：