本实用新型专利技术提供一种喷雾干燥的装置，所述喷雾干燥的装置包括喷雾干燥造粒装置、覆膜系统以及与所述喷雾干燥造粒装置的下部一侧相连的晶体生长系统；所述喷雾干燥造粒装置的一端内部设置有料浆喷头；所述覆膜系统中设置有伸入所述喷雾干燥造粒装置内部、与所述料浆喷头相对设置的碳源喷头；所述晶体生长系统包括与所述喷雾干燥造粒装置的下部一侧相连的旋风分离装置。本实用新型专利技术能够将喷雾干燥、造粒、包覆膜以及晶体生长连续集中进行，实现了前驱体到正极材料的一步合成，而且能够提高包膜的均匀性，且有利于减小颗粒间相互团聚的情况。且有利于减小颗粒间相互团聚的情况。且有利于减小颗粒间相互团聚的情况。
【技术实现步骤摘要】
一种喷雾干燥的装置
[0001]本技术涉及喷雾干燥
，尤其涉及一种喷雾干燥的装置。
技术介绍
[0002]现有喷雾干燥机的主要构造包括热风分配器、旋风分离器和集料箱，其主要功能是对料浆干燥与造粒，从而能够实现料浆向颗粒的转变。
[0003]结合锂电池正极材料的制备技术，喷雾干燥法合成磷酸铁锂及其掺杂的正极材料(如磷酸锰铁锂)工艺大多分为两步：第一，将前驱体高温下喷雾干燥、造粒制得部分目标晶体结构。第二，造粒得到的样品补充碳源进一步焙烧，晶体长大及覆碳。
[0004]上述锂电池正极材料的制备技术中喷雾干燥后的颗粒在焙烧时会产生团聚，最终产品颗粒较大；而且喷雾干燥之后样品再进行补充碳源和高温焙烧，工艺流程较为复杂。
技术实现思路
[0005]鉴于现有技术中存在的问题，本技术提供一种喷雾干燥的装置，所述喷雾干燥的装置能够应用于锂电池正极材料的制备过程中，可同时具备干燥、造粒、提供晶体生长环境和覆碳膜功能，解决了现有工艺流程复杂且颗粒团聚的问题。
[0006]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]本技术提供一种喷雾干燥的装置，所述喷雾干燥的装置包括喷雾干燥造粒装置、覆膜系统以及与所述喷雾干燥造粒装置的下部一侧相连的晶体生长系统；所述喷雾干燥造粒装置的一端内部设置有料浆喷头；所述覆膜系统中设置有伸入所述喷雾干燥造粒装置内部、与所述料浆喷头相对设置的碳源喷头；所述晶体生长系统包括与所述喷雾干燥造粒装置的下部一侧相连的旋风分离装置。
[0008]本技术提供的喷雾干燥的装置设置有相对方向的碳源喷头和料浆喷头，料浆自料浆喷头向下喷入喷雾干燥造粒装置内，进行干燥和造粒。碳源喷头向上喷入碳源对悬浮状态的颗粒包覆一层有机层和/或碳层，包覆有膜层的颗粒随着气流的作用进入旋风分离装置进行晶体生长，得到最终成品。
[0009]本技术提供的喷雾干燥的装置具有如下优势：1.集干燥、造粒、覆膜和晶体生长于一体，无需额外覆膜和焙烧进行晶体生长，流程简单，更适合工业化生产；2.覆膜在料浆造粒的过程中进行，及时通过膜层将前驱体颗粒隔离，避免了前驱体颗粒的团聚；3.覆膜在悬浮状态下进行，包覆更加均匀，最终锂离子电池正极材料的稳定性更高；4.晶体生长在旋风分离装置内进行，受热更加均匀，且颗粒为螺旋动态生长，不仅能缩短晶化反应时间，还能避免颗粒间团聚，锂离子电池正极材料的稳定性更高。
[0010]优选地，所述料浆喷头与碳源喷头之间的距离占所述喷雾干燥装置内腔体高度的60％～75％，例如可以是60％、62％、65％、66％、67％、68％、70％、72％或75％等。
[0011]优选地，所述碳源喷头的设置位置距所述喷雾干燥装置底部的距离占所述喷雾干燥装置内腔体高度的30％～40％，例如可以是30％、32％、35％、37％、38％或40％等。
[0012]优选地，所述料浆喷头的喷嘴向下设置，所述碳源喷头的喷嘴向上设置。
[0013]优选地，所述料浆喷头的喷嘴尺寸一体化为0.1～2.5mm，例如可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm或2.5mm等。
[0014]优选地，所述晶体生长系统还包括设置在所述旋风分离装置的下部的第一加热部件。
[0015]本技术优选通过第一加热部件的设置，从而能够为覆膜后的颗粒提供合适的晶体生长温度。
[0016]优选地，所述旋风分离装置自上向下依次包括气固分离区和晶体生长区，所述第一加热部件设置在晶体生长区。
[0017]优选地，所述第一加热部件包括设置在晶体生长区外部的加热套。
[0018]本技术优选通过加热套的设置，在提供合适温度的同时不影响旋风分离装置内部的结构。
[0019]优选地，所述第一加热部件设置有至少两个温区段，优选为两个温区段。
[0020]本技术优选沿气流方向设置至少两个温区段，实现分段加热保证颗粒结构完好，同时两温段能提供更多可调的温度参数选择，从而能够实现更优的精准控温，保障包覆的膜层被碳化且晶体生长完全。
[0021]本技术进一步优选两个温区段，如物料收集装置中样品未完全结晶，优先升高第二温区的温度，最后再升高第一温区的温度，目的在于颗粒能分阶段加热避免突然高温对颗粒结构破坏，同时能够保障结晶完全。
[0022]优选地，所述第一加热部件与温度控制系统相连。从而优选能够及时监控旋风分离装置内的温度，保障锂离子电池正极材料的晶体生长过程。
[0023]优选地，所述喷雾干燥的装置还包括供气系统。
[0024]本技术优选还设置有供气系统，能够为喷雾干燥装置提供气源，优选所述气源为氮气。
[0025]优选地，所述供气系统沿气体输送方向依次包括气体发生器、第一加热器和热风分配器。
[0026]本技术优选通过第一加热器的设置能够对气体进行加热，从而为喷雾干燥装置的料浆干燥提供合适的温度条件。
[0027]优选地，所述气体发生器包括氮气发生器。
[0028]优选地，所述供气系统还包括设置在所述气体发生器和第一加热器之间的第一流量计量装置。
[0029]优选地，所述热风分配器设置在所述喷雾干燥造粒装置的顶部。
[0030]优选地，所述热风分配器设置在所述料浆喷头的上方。
[0031]优选地，所述晶体生长系统还包括设置在旋风分离装置中晶体生长区的底部的物料收集装置。本技术所述物料收集装置设置在旋风分离装置的下部，即设置在晶体生长区的底部，便于气固分离和晶体生长后对产品的收集。
[0032]本技术通过物料收集装置能够及时收集制备完成的锂离子电池正极材料。
[0033]优选地，所述物料收集装置包括物料收集箱。
[0034]优选地，所述物料收集装置的内部设置有筛分部件。优选通过筛分部件的设置能
够将得到的颗粒产品进行筛分。
[0035]优选地，所述旋风分离装置的晶体生长区底部设置为喇叭状，优选这样设计能够将堆积的颗粒滑至所述物料收集装置的内部。
[0036]优选地，所述碳源喷头连接有碳源供给系统。
[0037]优选地，所述碳源供给系统沿碳源输送方向依次包括碳源储存装置和碳源输送装置。
[0038]本技术对所述碳源输送装置没有特殊限定，可采用本领域技术人员熟知的物料输送装置，也可根据实际工艺进行调整，例如可以是可以输送液体的液相泵或可以同时输送气相和液相的气液泵。
[0039]优选地，所述碳源供给系统还包括设置在所述碳源储存装置和碳源输送装置之间的阀门。
[0040]优选地，所述阀门包括二通阀。
[0041]优选地，所述碳源储存装置的外侧设置有第二加热部件。
[0042]本技术通过第二加热部件的设置能够实现碳源的保温、汽化和/或雾化。
[0043]优选地，所述第二加热部件包括加热套本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种喷雾干燥的装置，其特征在于，所述喷雾干燥的装置包括喷雾干燥造粒装置、覆膜系统以及与所述喷雾干燥造粒装置的下部一侧相连的晶体生长系统；所述喷雾干燥造粒装置的一端内部设置有料浆喷头；所述覆膜系统中设置有伸入所述喷雾干燥造粒装置内部、与所述料浆喷头相对设置的碳源喷头；所述晶体生长系统包括与所述喷雾干燥造粒装置的下部一侧相连的旋风分离装置。2.根据权利要求1所述的喷雾干燥的装置，其特征在于，所述晶体生长系统还包括设置在所述旋风分离装置的下部的第一加热部件；所述旋风分离装置自上向下依次包括气固分离区和晶体生长区，所述第一加热部件设置在晶体生长区。3.根据权利要求2所述的喷雾干燥的装置，其特征在于，所述第一加热部件设置有至少两个温区段。4.根据权利要求1～3任一项所述的喷雾干燥的装置，其特征在于，所述喷雾干燥的装置还包括供气系统；所述供气系统沿气体输送方向依次包括气体发生器、第一加热器和热风分配器。5.根据权利要求4所述的喷雾干...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣益，李亨利，孔令涌，李意能，刘其峰，
申请(专利权)人：佛山市德方纳米科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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