一种用于锂电池正极材料的粉碎装置的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种用于锂电池正极材料的粉碎装置。


背景技术：

2.锂离子电池作为新一代绿色高能电池，具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽等优点而被广泛应用。磷酸铁锂作为新-代锂离子电池正极材料，因其价格低廉，理论容量较高，工作电压平稳，无毒环保，结构稳定，安全性好、热稳定性好和超长的循环寿命而成为当前研究的热点。
3.锂离子电池的生产流程如下：配料、分散研磨、喷雾干燥、造粒、烧结、粉碎、干燥等步骤。其中，粉碎步骤一般采用机械粉碎，操作简单，但是机械粉碎的粉碎质量较差，所得产品的粒度较大、分布较宽，密度不稳定，导致磷酸铁锂产品的性能不稳定，而且粉碎效率较低，从而导致产能较小。而利用气流粉碎处理大颗粒的粗产品，耗能较大，会大幅增加生产成本。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少克服上述现有技术的缺点与不足其中之一，一种高效、稳定、破碎质量好且成本较低的锂电池正极材料粉碎装置。本实用新型目的基于以下技术方案实现：
5.本实用新型提供了一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，包括依序连接的第一上料装置、预破碎装置、第二上料装置和气流粉碎装置，所述第一上料装置用于将烧结得到的磷酸铁锂粒状品运送至预破碎装置进行预破碎得到磷酸铁锂粗产品，所述第二上料装置用于将磷酸铁锂粗产品运送至气流粉碎装置进行气流粉碎；所述预破碎装置包括第一进料口、研磨室、旋转磨具、研磨台和出料口，所述第一进料口用于接收第一上料装置运送的磷酸铁锂粒状品，所述旋转磨具和研磨台位于研磨室内，其组合用于对磷酸铁锂粒状品进行旋转研磨得到磷酸铁锂粗产品，所述出料口用于将所得磷酸铁锂粗产品排出至第二上料装置；所述第二上料装置为真空送料装置，包括料管、真空泵和真空管道，所述料管的一端与预破碎装置的出料口连接，另一端与气流粉碎装置连接，所述真空泵通过真空管道与气流粉碎装置连接，所述真空泵和真空管道用于对气流粉碎装置内部抽真空，从而使磷酸铁锂粗产品经由料管进入气流粉碎装置内进行气流破碎。
6.优选地，所述气流粉碎装置包括粉碎腔和分离器，所述粉碎腔内设有若干用于喷射高速气流的喷嘴，所述喷嘴设于同一平面上，所述粉碎腔的侧壁设有与料管的第二进料口，所述第二进料口与喷嘴处于同一平面且其中心延长线汇于一点，所述粉碎腔的上端还设有分级涡轮，所述分级涡轮的一侧连接驱动装置，另一侧连接出料管道，所述出料管道与分离器连接，所述分离器通过真空管道连接真空泵，所述真空管道在分离器上的安装高度大于出料管道的安装高度。
7.优选地，所述分离器下方设有产品出口，所述产品出口处设有分级轮。
8.优选地，所述第二上料装置还包括进料喷嘴，所述进料喷嘴设于料管与第二进料口之间，用于喷射高速气流将料管中的磷酸铁锂粗产品送至第二进料口。
9.优选地，所述第一上料装置包括驱动机和由所述驱动机驱动运行的输送装置。
10.优选地，所述驱动机包括电机和与所述电机传动连接的减速器，所述输送装置包括主动轮、从动轮和若干刮板，所述减速器与主动轮传动连接，所述主动轮与从动轮通过传动装置连接，所述刮板设置在传动装置上。
11.优选地，所述传动装置为链条或皮带。
12.优选地，所述第一上料装置还设有外壳。
13.优选地，所述第一上料装置与第一进料口之间还设有导料板。
14.优选地，所述研磨室的下方还设有相连通的储存室，所述出料口设于储存室的下端。
15.本实用新型至少可取得以下有益效果其中之一：
16.1、本实用新型首先通过旋转研磨对较大颗粒的磷酸铁锂进行预破碎，使其粒度减小，然后通过气流粉碎将粒度减小的磷酸铁锂破碎成符合粒度要求的细颗粒产品；旋转研磨对大颗粒的磷酸铁锂的破碎效果好，且耗能和生产成本低，气流粉碎的效率高，所得产品的粒度较小且均匀、质量好。本实用新型提高了磷酸铁锂的破碎效率、提高了产能，大幅降低了生产成本，并且粉碎质量高，所得产品的粒度小、密度稳定，性能稳定。
17.2、本实用新型根据磷酸铁锂粒度的大小选择合适的上料装置，将刮板上料用于粒状品，具有寿命高、运行平稳、结构尺寸小、输送量大、能耗低、物料破损率低等特点；将真空上料用于较小颗粒的粗产品，具有无尘输送、经济、节能、环保的优点，而且物料软着陆颗粒不破损、物料不粘结，有助于提高生产力。
附图说明
18.图1为本实用新型优选实施例的一种用于锂电池正极材料的粉碎装置的结构示意图；
19.图2为本实用新型优选实施例的第一上料装置1的结构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型的实施例中的附图，对本实用新型的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1、图2所示，本实用新型的优选实施例，一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，包括依序连接的第一上料装置1、预破碎装置2、第二上料装置3和气流粉碎装置4，第一上料装置1用于将烧结得到的磷酸铁锂粒状品运送至预破碎装置2进行预破碎得到磷酸铁锂粗产品，第二上料装置3用于将磷酸铁锂粗产品运送至气流粉碎装置4进行气流粉碎。其中，预破碎装置2包括第一进料口21、研磨室22、旋转磨具23、研磨台24和出料口25，第一进料口21用于接收第一上料装置1运送的磷酸铁锂粒状品，旋转磨具23和研磨台24位于研磨
室22内，其组合用于对磷酸铁锂粒状品进行旋转研磨得到磷酸铁锂粗产品，出料口25用于将所得磷酸铁锂粗产品排出至第二上料装置 3。旋转研磨对大颗粒的磷酸铁锂的破碎效果好，且耗能和生产成本低。第二上料装置3为真空送料装置，包括料管31、真空泵32和真空管道33。真空送料过程无尘输送，易清洁，具有经济、节能、低噪音、环保的优点，良好的工作环境有助于提高生产力，而且物料软着陆颗粒不破损，物料不粘结。料管31的一端与预破碎装置2的出料口25连接，另一端与气流粉碎装置4 连接，真空泵32通过真空管道33与气流粉碎装置4连接，真空泵32和真空管道33用于对气流粉碎装置4内部抽真空，从而使磷酸铁锂粗产品经由料管 31进入气流粉碎装置4内进行气流破碎。
22.在本实施例中，气流粉碎装置4包括粉碎腔41和分离器42，粉碎腔41 内设有若干用于喷射高速气流的喷嘴43，喷嘴43设于同一平面上，粉碎腔 41的侧壁设有与料管31连接的第二进料口44，第二进料口44与喷嘴43处于同一平面且其中心延长线汇于一点，从而实现对粗产品的高速气流粉碎。粉碎腔41的上端还设有分级涡轮45，分级涡轮45的一侧连接驱动装置46，另一侧连接出料管道47，出料管道47与分离器42连接。经气流粉碎得到的产品，经分级涡轮45产生的强大离心力作用下，使粗细物料分离，符合粒度要求的细颗粒通过出料管道47进入分离器42。分离器42还通过真空管道33 连接真空泵32，通过不断抽气得到负压以实现产品在粉碎腔41和分离器42 之间的运送，且真空管道33在分离器42上的安装高度大于出料管道47的安装高度，以使产品下落从而收集。真空管道33与分离器42连接处还可以设置滤芯，防止粉料从真空管道排出。分离器42的下方设有产品出口48，产品出口48处设有分级轮49，分级轮49的设置可在出料的同时保证装置内部的负压条件。
23.其中，第二上料装置3还包括进料喷嘴34，进料喷嘴34设于料管31与第二进料口44之间，用于喷射高速气流将料管31中的磷酸铁锂粗产品送至第二进料口44，加速粗产品的运送和粉碎过程。
24.在本实施例中，第一上料装置1包括驱动机11和由驱动机11驱动运行的输送装置12；其中，驱动机11包括电机13和与电机13传动连接的减速器 14，输送装置12包括主动轮15、从动轮16和若干刮板17，减速器14与主动轮15传动连接，主动轮15与从动轮16通过传动装置18连接，刮板17设置在传动装置18上。传动装置18可以为链条或皮带等常见的传动结构；第一上料装置1还可以设置外壳19，将输送装置12安装在其中，可以防止杂质的进入。上料装置结构简单，操作方便，能在150
°
角范围内作倾斜输送，具有运行平稳、结构尺寸小、输送量大、能耗低、物料破损率低、运输能力不受货载块度和湿度影响等优点。
25.在本实施例中，第一上料装置1与第一进料口21之间还设有导料板26，利于待破碎的粒产品进入研磨室。研磨室22的下方还设有相连通的储存室27，出料口25设于储存室27的下端，便于对粗产品进行收集。
26.本实用新型的工作原理如下：
27.开启电机13，在减速器14的作用下带动主动轮15旋转，主动轮15的旋转通过传动装置18带动从动轮16旋转，从而带动载有磷酸铁锂粒状品的刮板17往前运送。当运送至从动轮16端时，粒状品从刮板17上落下，由导料板26引导经第一进料口21进入研磨室22内，最终落在研磨台24上，然后开启旋转磨具23的动力装置对粒状品进行研磨，得到的磷酸铁锂粗产品存入储存室27。粗产品从出料口25出料，经过料管31进入第二进料口44。压缩空气经过滤干燥后，通过喷嘴43高速喷射入粉碎腔41，在多股高压气流的交汇点处粗产品被反复
碰撞、磨擦、剪切而粉碎，粉碎后的物料在风机抽力作用下随上升气流运动至分级涡轮45，在高速旋转的分级涡轮45产生的强大离心力作用下，使粗细物料分离，粗颗粒下降至粉碎区继续粉碎，符合粒度要求的细颗粒产品进入分离器42收集，经由产品出口48处的分级轮49出料。
28.最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，其特征在于，包括依序连接的第一上料装置(1)、预破碎装置(2)、第二上料装置(3)和气流粉碎装置(4)，所述第一上料装置(1)用于将烧结得到的磷酸铁锂粒状品运送至预破碎装置(2)进行预破碎得到磷酸铁锂粗产品，所述第二上料装置(3)用于将磷酸铁锂粗产品运送至气流粉碎装置(4)进行气流粉碎；所述预破碎装置(2)包括第一进料口(21)、研磨室(22)、旋转磨具(23)、研磨台(24)和出料口(25)，所述第一进料口(21)用于接收第一上料装置(1)运送的磷酸铁锂粒状品，所述旋转磨具(23)和研磨台(24)位于研磨室(22)内，其组合用于对磷酸铁锂粒状品进行旋转研磨得到磷酸铁锂粗产品，所述出料口(25)用于将所得磷酸铁锂粗产品排出至第二上料装置(3)；所述第二上料装置(3)为真空送料装置，包括料管(31)、真空泵(32)和真空管道(33)，所述料管(31)的一端与预破碎装置(2)的出料口(25)连接，另一端与气流粉碎装置(4)连接，所述真空泵(32)通过真空管道(33)与气流粉碎装置(4)连接，所述真空泵(32)和真空管道(33)用于对气流粉碎装置(4)内部抽真空，从而使磷酸铁锂粗产品经由料管(31)进入气流粉碎装置(4)内进行气流破碎。2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，其特征在于，所述气流粉碎装置(4)包括粉碎腔(41)和分离器(42)，所述粉碎腔(41)内设有若干用于喷射高速气流的喷嘴(43)，所述喷嘴(43)设于同一平面上，所述粉碎腔(41)的侧壁设有与料管(31)的第二进料口(44)，所述第二进料口(44)与喷嘴(43)处于同一平面且其中心延长线汇于一点，所述粉碎腔(41)的上端还设有分级涡轮(45)，所述分级涡轮(45)的一侧连接驱动装置(46)，另一侧连接出料管道(47)，所述出料管道(47)与分离器(42)连接，所述分离器(42)通过真空管道(33)连接真空泵(32)，所述真空管道(33)在分离器(42)上的安装高度大于出料管道(47)的安装高度。3.根据权利要求2所述的一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，其特征在于，所述分离器(42)下方设有产品出口(48)，所述产品出口(48)处设有分级轮(49)。4.根据权利要求2所述的一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，其特征在于，所述第二上料装置(3)还包括进料喷嘴(34)，所述进料喷嘴(34)设于料管(31)与第二进料口(44)之间，用于喷射高速气流将料管(31)中的磷酸铁锂粗产品送至第二进料口(44)。5.根据权利要求1所述的一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，其特征在于，所述第一上料装置(1)包括驱动机(11)和由所述驱动机(11)驱动运行的输送装置(12)。6.根据权利要求5所述的一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，其特征在于，所述驱动机(11)包括电机(13)和与所述电机(13)传动连接的减速器(14)，所述输送装置(12)包括主动轮(15)、从动轮(16)和若干刮板(17)，所述减速器(14)与主动轮(15)传动连接，所述主动轮(15)与从动轮(16)通过传动装置(18)连接，所述刮板(17)设置在传动装置(18)上。7.根据权利要求6所述的一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，其特征在于，所述传动装置(18)为链条或皮带。8.根据权利要求6所述的一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，其特征在于，所述第一上料装置(1)还设有外壳(19)。9.根据权利要求1所述的一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，其特征在于，所述第一上料装置(1)与第一进料口(21)之间还设有导料板(26)。10.根据权利要求1所述的一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，其特征在于，所述研
磨室(22)的下方还设有相连通的储存室(27)，所述出料口(25)设于储存室(27)的下端。

技术总结
本实用新型涉及锂电池生产技术领域，提供了一种用于锂电池正极材料的粉碎装置，包括依序连接的第一上料装置、预破碎装置、第二上料装置和气流粉碎装置。本实用新型首先通过旋转研磨对较大颗粒的磷酸铁锂进行预破碎，使其粒度减小，然后通过气流粉碎将粒度减小的磷酸铁锂破碎成符合粒度要求的细颗粒产品；旋转研磨对大颗粒的磷酸铁锂的破碎效果好，且耗能和生产成本低，气流粉碎的效率高，所得产品的粒度较小且均匀、质量好。本实用新型提高了磷酸铁锂的破碎效率、提高了产能，大幅降低了生产成本，并且粉碎质量高，所得产品的粒度小、密度稳定，性能稳定。性能稳定。性能稳定。


技术研发人员：谢香兰 肖水龙 李斌斌 陈志荣
受保护的技术使用者：江西省金锂科技股份有限公司
技术研发日：2021.08.03
技术公布日：2022/5/25