【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池正极材料生产，具体地涉及一种水洗系统及水洗方法。
技术介绍
1、锂电池三元材料(nca或ncm)由于其较高的比容量，是动力电池广泛使用的正极材料。材料的比容量与ni含量具有正比关系，但同时ni含量越高正极材料的残碱含量越高。在电池中，残碱会与电解液等发生反应产生大量气体从而引发一系列安全问题，同时残碱过高会在材料表面产生非活性的物质，影响材料的倍率性能及容量的发挥。如何通过改性降低高镍三元材料的残碱是一个挑战。
2、目前降低高镍材料表面残碱的方案主要是水洗，水洗能有效降低三元材料表面残碱，但是传统水洗往往采用搅拌釜作为水洗设备，在水洗过程中需要不断搅拌使三元材料悬浮才能达到与充分水接触的目的，所以一般工业中的水料比会控制在1:1左右，这需要使用大量的水资源，而经大量的水进行水洗会使高镍三元正极材料的容量有所损失、循环性能也会变差。
3、除此之外，采用现有的搅拌釜进行水洗，仅能保证三元正极材料的计量加入，而在产业化生产中，即使执行标准化加料程序，当面对大体量的待水洗物料时，同一批物料依然存在进入搅拌釜的时间先后差，导致部分物料的过洗或者欠洗，产生水洗不均匀的问题，从而降低水洗效果。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本专利技术提供了一种水洗系统及水洗方法。
2、本专利技术提供了一种水洗系统，包括水洗装置，所述水洗装置包括：
3、水洗筒，内部形成有搅拌腔体，所述水洗筒上设有与所述搅拌
4、搅拌组件，包括转动设置在所述水洗筒内的两个螺旋轴，两个所述螺旋轴的螺棱交错设置，且两个所述螺旋轴的转动方向相同。
5、可选地，所述物料进口包括设置在所述水洗筒上方的与所述搅拌腔体连通管内的进料口和进液口，所述进料口用于引入所述待水洗物料，所述进液口用于引入所述水洗溶液，其中，所述进液口与所述进料口与所述水洗筒的端部的距离相同。
6、可选地，所述螺旋轴的螺棱与所述水洗筒的内壁间距不大于2mm；
7、和/或，所述进料口用于与粉体喂料机连接，所述粉体喂料机能够按照预设输送速度朝向所述水洗筒提供所述待水洗物料；
8、所述进液口用于与液体喂料机连接，所述液体喂料机能够按照预设输送速度朝向所述水洗筒提供所述水洗溶液。
9、可选地，所述水洗装置还包括用于调节所述物料出口的出料量的调料组件，所述调料组件包括设置在所述物料出口的用于检测所述混合物料的出料压力的压力检测件以及用于调节所述物料出口的开度的调节阀，所述调节阀与所述压力检测件信号连接，所述调节阀设置为能够根据所述压力检测件反馈的物料压力信息调节所述物料出口的开度。
10、可选地，所述螺旋轴的螺槽为非对称花键，所述螺旋轴的螺距为s，所述螺旋轴的螺旋外径为ds，所述螺杆的长度为l，其中，s＝(0.8-1)ds，l＝(22-28)ds。
11、可选地，所述水洗系统还包括分离装置，所述分离装置包括中间罐、输送泵和固液分离件，所述中间罐用于接收经所述物料出口排出的所述混合物料，所述输送泵用于将所述中间罐内的所述混合物料输送至所述固液分离件内，所述固液分离件用于将混合物料中的固态物料和液体进行分离。
12、可选地，所述水洗系统还包括干燥装置，所述干燥装置包括缓存仓和干燥机，所述缓存仓用于接收经所述固液分离件分离出的所述固态物料，并能够将所述固态物料输送至所述干燥机内，所述干燥机用于对所述固态物料进行干燥处理。
13、本专利技术还提供了一种水洗方法，包括以下步骤：
14、将螺棱交错设置的两个螺旋轴至于水洗筒内，并使得两个螺旋轴能够同向转动，设定两个螺旋轴的转动速度以及物料在水洗筒内的水洗时间；
15、通过物料进口将待水洗物料和水洗溶液按照预设剂量同步加入至水洗筒内，经过设定的水洗时间进行水洗后得到的混合物料通过物料出口流出。
16、可选地，所述待水洗物料和水洗溶液的比例为(1.653-2.125):1；
17、和/或，所述待水洗物料和水洗溶液的混合时间为25-35min；
18、和/或，所述螺旋轴的转速范围为n，其中，80r/min≤n≤200r/min。
19、可选地，所述水洗溶液为水与hf或硼酸的混合液，其中，水洗溶液中的hf或硼酸的浓度为0.01-1mol/l。
20、本专利技术实施方式提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
21、基于本专利技术提供的水洗系统，水洗系统的水洗装置中的两个螺旋轴的螺棱交错设置，且两个螺旋轴的转动方向相同，一根螺旋轴要把待水洗物料拉入两个螺棱之间的间隙，而另一根螺旋轴把待水洗物料从间隙中推出，使待水洗物料从一根螺旋轴的螺槽转到另一根螺旋轴的螺槽中，待水洗物料则沿着螺旋轴呈“∞”形向物料出口方向被强制输送；并且同向转动的两根螺旋轴交错位置处的间隙很小，螺棱和螺槽的速度方向相反，相对速度大，此时，螺棱的交错区域具有很高的剪切速度，剪切力很大，有助于待水洗物料的匀化和混合，从而实现高的输送效率和较强的分散混合能力，使待水洗物料在水洗装置中停留时分布均匀，达到良好的水洗效果，并且，待水洗物料和水洗溶液持续通过物料进口输送至水洗筒内，确保待水洗物料水洗过程的连续进行，实现边进料边混合分散水洗的作用，减少断点，能够不间断瞬时处理大流量的待水洗物料，且用水量较小，并且能够长时间维持固体成分分散、混合的状态，从而进一步提高水洗效果同时降低水洗耗时，避免影响待水洗物料性能，此外，待水洗物料和水洗溶液同时加入，避免材料过洗或欠洗，保障产品的一致性。
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1.一种水洗系统，其特征在于，包括水洗装置(1)，所述水洗装置(1)包括：
2.根据权利要求1所述的水洗系统，其特征在于，所述物料进口(112)包括设置在所述水洗筒(11)上方的与所述搅拌腔体(111)连通管内的进料口(1121)和进液口(1122)，所述进料口(1121)用于引入所述待水洗物料，所述进液口(1122)用于引入所述水洗溶液，其中，所述进液口(1122)与所述进料口(1121)与所述水洗筒(11)的端部的距离相同。
3.根据权利要求2所述的水洗系统，其特征在于，所述螺旋轴(121)的螺棱与所述水洗筒(11)的内壁间距不大于2mm；
4.根据权利要求1所述的水洗系统，其特征在于，所述水洗装置(1)还包括用于调节所述物料出口(113)的出料量的调料组件，所述调料组件包括设置在所述物料出口(113)的用于检测所述混合物料的出料压力的压力检测件以及用于调节所述物料出口(113)的开度的调节阀，所述调节阀与所述压力检测件信号连接，所述调节阀设置为能够根据所述压力检测件反馈的物料压力信息调节所述物料出口(113)的开度。
5.根据
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的水洗系统，其特征在于，所述水洗系统还包括分离装置(2)，所述分离装置(2)包括中间罐(21)、输送泵(22)和固液分离件(23)，所述中间罐(21)用于接收经所述物料出口(113)排出的所述混合物料，所述输送泵(22)用于将所述中间罐(21)内的所述混合物料输送至所述固液分离件(23)内，所述固液分离件(23)用于将混合物料中的固态物料和液体进行分离。
7.根据权利要求6所述的水洗系统，其特征在于，所述水洗系统还包括干燥装置(3)，所述干燥装置(3)包括缓存仓(31)和干燥机(32)，所述缓存仓(31)用于接收经所述固液分离件(23)分离出的所述固态物料，并能够将所述固态物料输送至所述干燥机(32)内，所述干燥机(32)用于对所述固态物料进行干燥处理。
8.一种水洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的水洗方法，其特征在于，所述待水洗物料和水洗溶液的比例为(1.653-2.125):1；
10.根据权利要求8所述的水洗方法，其特征在于，所述水洗溶液为水与HF或硼酸的混合液，其中，水洗溶液中的HF或硼酸的浓度为0.01-1mol/L。
...【技术特征摘要】
1.一种水洗系统，其特征在于，包括水洗装置(1)，所述水洗装置(1)包括：
2.根据权利要求1所述的水洗系统，其特征在于，所述物料进口(112)包括设置在所述水洗筒(11)上方的与所述搅拌腔体(111)连通管内的进料口(1121)和进液口(1122)，所述进料口(1121)用于引入所述待水洗物料，所述进液口(1122)用于引入所述水洗溶液，其中，所述进液口(1122)与所述进料口(1121)与所述水洗筒(11)的端部的距离相同。
3.根据权利要求2所述的水洗系统，其特征在于，所述螺旋轴(121)的螺棱与所述水洗筒(11)的内壁间距不大于2mm；
4.根据权利要求1所述的水洗系统，其特征在于，所述水洗装置(1)还包括用于调节所述物料出口(113)的出料量的调料组件，所述调料组件包括设置在所述物料出口(113)的用于检测所述混合物料的出料压力的压力检测件以及用于调节所述物料出口(113)的开度的调节阀，所述调节阀与所述压力检测件信号连接，所述调节阀设置为能够根据所述压力检测件反馈的物料压力信息调节所述物料出口(113)的开度。
5.根据权利要求1所述的水洗系统，其特征在于，所述螺旋轴(121)的螺槽为非对称花键，所述螺旋轴(121)的螺距为s，所述螺旋轴(121)的螺旋外径为ds，...
【专利技术属性】
技术研发人员：马帅，杨昕刚，周宇涵，孙国平，黄文鹏，尤亮，熊伟，
申请(专利权)人：江苏当升材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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