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三元前驱体技术服务

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常州市正元干燥工程有限公司
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三元前驱体反应釜

三元前驱体反应釜

简介:常州市正元干燥工程有限公司是从事三元正极材料非标设备,其中三元前驱体反应釜新型结构设计合理,实现反应釜与外部气氛的完全隔绝,减少了机械摩擦,减少了维护保养费用,完全符合三元前驱体的生产要求,干燥设备和制粒机械的研究、开发及制造的专业性厂家,是目前国内生产干燥设备品种较多、规格较全的企业。

详细说明


  常州市正元干燥工程有限公司是从事三元正极材料非标设备,其中三元前驱体反应釜(专利号201911058181.2;专利号201720272361.0)新型结构设计合理,实现反应釜与外部气氛的完全隔绝,减少了机械摩擦,减少了维护保养费用,完全符合三元前驱体的生产要求,三元前躯体的络合合成,主要是通过把盐溶液、碱溶液、氨水溶液通过计量泵按照一定的比例共沉淀反应实现的。整个过程中反应好的浆料会从反应釜溢流出来,然后经过过滤、洗涤、过滤、干燥、混合、除磁、包装一系列过程,最终产出成品前躯体材料,目前三元前驱体产品高品质的定位为物理指标Na《100ppm;S《1200ppm;磁性异物《20ppb(出口三星/LG标准);所以对于设备的选型与定制极为重要,直接决定你的产品定型与品质控制要求。

 

常州正元干燥工程有限公司对干燥设备的研究、开发及制造的专业性厂家,是目前国内生产干燥设备品种较多、规格较全的企业。国内三元前驱体材料厂家使用公司的非标设备应用广范(主要客户有:浙江帕瓦新能源有限公司、宁波/北京中科院材料所、余姚兴友金属材料有限公司 、安徽池州西恩新材料科技有限公司 、江苏力泰锂能材料有限公司、乳源东阳光磁性材料有限公司、北大先行科技产业有限公司、四川国润新材料有限公司、天齐锂业、桑顿新能源、合肥国轩高科能源股份有限公司、宜宾光原锂电、广东芳源环保股份、骆驼集团资源循环有限公司、浙江金鹰股份、宁德时代新能源科技、宁夏(杉杉)科技股份、宁波容百新能源、万华化学等等.


   我公司吸收国内外的先进技术与经验,严格按国家GMP的要求设计、开发、生产、安装和服务于一体,同时严格按照
ISO9001(GB/T19001-2016idt ISO9001:2015)国际质量体系标准实施,确保了产品质量。在干燥设备的开发、研究中不断地创新及改造,设计制造了一系列工艺先进且节能的产品。并根据市场的需要研制开发了10多种干燥、混合、除尘系列,产品广泛适用于制药、化工、食品、轻工等行业工业原料或产品的干燥除湿,深受用户好评。


1.2 三元正极材料前驱体工序流程图

1.4 三元前驱体共沉淀反应釜专业厂家-常州市正元干燥工程有限公司
 (自动控制PH值实验室及生产用三元前驱体反应釜)
规格型号:FYF型
1、有效容积: 20L;250L;1000L;6500L;10000L 。
2、材料: 316L不锈钢/钛材。螺栓、螺母材料316L不锈钢;支架碳钢喷塑处理
3、设计压力:常压;工作压力:常压
4、设计温度:80度 ;工作温度60度 ;
5、加热方式:夹套水浴电加热,夹套带保温;加热功率:5-15KW
6、结构形式:法兰开式,釜体带有溢流口,釜体内带有可拆卸挡流板;带有操作平台。
7、机械搅拌,转速0-1000转可调。电机功率:15-75kw;
8、搅拌桨形式:双层搅拌器
10、釜盖开口参数:测温口,进气口、压力表口,3个滴加口,加料口,一个PH计口(配PH计在线检测电极)、排气口配阀,测温口配备热电偶。
11、自动控制PH值控制部分:(1个控制柜控制1台反应釜)

 

技术指标

部件配置及说明

显示控制方式

现场
           仪表

上下位机集中

温度控制、检测系统

控制范围:10~90℃(水浴加温)
   控制精度:±0.5℃

配套智能控制数显高温油循环机
     传感器:PT100(进口铂电阻)
   温度变送器(SYBIO)

搅拌转速
   控制系统

控制范围:
     50~1000rpm
   控制精度:±10rpm

电机:3-75KW交流电机(西门子)
   变频器

pH控制、检测系统

范围:2.00-12.00
     控制精度:±0.05
     显示精度:±0.01
   补碱速率:0~1000L/hr自动调节

耐高温pH电极、导线(瑞士梅特勒)
   变送器无极调速;流加碱液反馈控制;

补料控制
   系统

补料速率范围:0~1000L/hr, 连续可调
   精度:± 2%

3路独立补料(1路用于pH调节)
   计量泵

 

进料流加控制系统

NCM金属液和碱液流加控制范围:0~900L/H,控制精度:2%
   氨水流加控制范围:0~1000L/H,控制精度:2%

序号

项目

名称

规格

数量

1

温度控制

Pt100电极(一备一用)

德国Lambo,自带变送器

2

2

 

四氟侵入式电极护套

SYBIO

1

3

 

电加热高温循环器

 

1

4

 

循环泵

德国WILO RS25/8

1

5

 

冷却电磁阀

台湾强实CS AD-20-N-G2;口径:DN20;接口PT3/4

1

6

搅拌控制

变频器

3KW /380V,日本富士,用于控制3KW的变频电机

1

7

pH检测和控制

pH电极

瑞士梅特勒,InPro4800i/120

2

8 

 

导线

瑞士梅特勒

2

9

 

四氟侵入式电极护套

SYBIO

1

10

 

现场pH变送器

瑞士梅特勒工业多参数变送器MUlti 2-CH 1/4 DIN M300(双通道)

1

11

 

外控接口

4-20mA、0-5V、0-10V可选

3

12

 

计量泵

NCM金属液和碱液流加控制范围:0~900L/H,控制精度:2%
   氨水流加控制范围:0~1000L/H,控制精度:2%

 

3

 

13

控制系统

西门子PLC控制模块

2个反应釜1个控制器

1

14

 

立式机箱柜+电柜低压辅料成套

2个反应釜1个机柜

1

15

 

彩色液晶触摸屏

昆仑通泰或同等品牌,15寸

1

 

12、反应釜容积与产能


   设备容积(L)

20

250

1000

6500

10000

 

可根据客户要求定制不同体积的反应釜,或采用人工调节pH。

产能(kg/24h)

3

80

150

2000

3000

功率(kw)

0.75

5.5

15

45

55-110

PH自动控制

1.5 常州市正元干燥工程有限公司生产线可供设备清单:

序号

设备名称

规格型号

设备约重(吨)

功率kw

单位

数量

1

永磁除铁器(管道除铁器)

DN50,9000GS,304不锈钢衬碳化钨

0.03

 


2

碱平衡罐

Φ1.5m,H1.0m,1000L,304内衬碳化钨
   (恒温加热,DN50)

0.8

20


3

盐平衡罐

Φ1.5m,H1.0m,1000L,304内衬碳化钨
   (恒温加热,DN50)

0.8

20


4

氨平衡罐

Φ1.5m,H1.0m,1000L,PP材质

0.3

 


5

※反应釜(带变频器)

6500L/10000L,内胆不锈钢316L或钛釜材质;变频转速0-350rpm数显;外胆304材质;

3.5

45


6

洗涤机

2m3;Φ1.6m,H2.0m;长2.9m;

2.3

2.2


7

盘式干燥机

6吨每天,风机5.5KW,Φ3.5m,H4.0m
   底部传动5.5KW? (物料接触部分钛盘);底盘降温处理

3.5

22.5


8

混料机

LHY-5吨,内胆不锈钢喷碳化钨,重载启动,1.8m×4.65m×2.5m;

3

45


9

绞龙下料器

内胆316L不锈钢材料(物料接触部分做涂层处理)DN159;1.2m*0.5*0.6

1.2

1.5


10

 小中试线/生产线整包设计安装工程(包括正极三元前驱体的工艺及设备设计、标准设备选型、非标准设备设计及选型、设备连接、设备基础、设备防腐、设备布置图、生产调试等)

1.6许多公司的三元前驱体专用反应釜主要存在以下问题

    • 1、反应釜存在结构上不足,内部保温性能差,防护能力差,胆壁若破裂极易发生泄漏;
    • 2、主轴底部设有轴承座,使用寿命短,需要经常更换轴承座,增加维修成本;
    • 3、皮带传动电机造成电功率损耗过大;
    • 4、电机直接传动主轴,启动时产生的大冲击力,容易使主轴断裂或变形;
    • 5、釜体温度与釜内络合过程中的PH控制稳定不好;
    • 6、反应釜体及内部动平衡做得不好需要固定螺栓;
    • 7、做为三元正极材料前驱体产品的品种有3um(单晶);6um;10um,一般反应釜难以做兼顾性,在换产品过程中需要更换釜内搅拌叶;
    • 8、反应釜出产品的产能小;
    •       常州正元公司的FYF6500/FYF10000反应釜(专利号201720272361.0)在设计上解决上述提出到的问题,为此提供了一种锂电三元前驱体反应釜,釜体顶部设置有顶部支架,顶部支架一侧固定设置有电机,反应釜体包括内胆和外胆,反应釜体内部设置有主轴,顶部支架内设置有驱动轴,驱动轴上端通过减速机与电机直接连接,下端通过联轴器与主轴连接,主轴上设置有双层搅拌桨,釜体上设置有下料管、温度检测装置、PH检测装置和通气装置、试镜、取样口等,通气装置延伸到釜体底部位置,釜体底部设置有出料口。常州正元公司FYF6500L釜下料成球快,络合沉淀生成球型三元前驱体产品,生产三元前驱体622/811单晶产品产能900kg/天;523产品产能2吨/天;三元前驱体622型达标产品产能2.5吨/天。双层胆设计保温防漏,主轴底部不设置轴承,降低维修次数,溢流管实现连续生产,使用寿命长,产品稳定,减少污染,降低成本。

     

    1. 1.7三元前驱体合成过程中影响氢氧化物形貌的因素
    2. 1、氨水的浓度

    我司反应釜当游离氨浓度控制9.5-11.5g/l时,球形颗粒表面光滑,球形度和致密性也逐渐增大,颗粒间分散性好。

    1. 2、PH值的影响

    这个是所有氢氧化物合成中最重要的因素,也是大家逐渐用变送器PH自动控制来代替人工操控的原因.

    1. 3、搅拌速率的影响(与设备反应釜相关)

          适当增加搅拌速率可增加沉淀产物的振实密度。强烈搅拌能使加入反应器中的镍、钴、锰离子与氢氧根离子迅速散开,避免加料过程中体系局部过饱和度过大而引起大量成核;搅拌速率的提高还可加快反应离子在体系内的传质,单位时间内有更多的反应物达到晶体的表面结晶,有利于晶体生长;
     另外还可以加速小颗粒的溶解然后在大颗粒表面重新结晶析出,使得沉淀产物粒径分布窄,形貌单一,振实密度随之增大。
     但当搅拌强度到达一一定极值后,晶体生长由扩散控制转为表面控制,此时继续提高搅拌速率,晶体生长速率基本不变。

    1. 4、反应时间的影响(反应时间影响共沉淀的粒径大小和形貌,又直接影响着产品的堆积密度)
    2. 5、反应釜温度的影响(最合适的合成温度大家都统一为60℃)
    3. 6、陈化的影响(就是让已经长大的晶体被溶液中还存在的NH3H2O磨掉边角,使晶体变得圆整、光滑。让晶格构造规律进行定向重排,表现出较好的结晶性能




    典型客户:

    客户名称

    型号规格

    数量

    浙江帕瓦新能源有限公司

    反应釜6500L 盘式干燥机

    16台

    长春中科院应化所中试生产线

    1000L三元产线

    1套

    乳源东阳光磁性材料厂

    1000L三元产线

    1套

    多氟多科技有限公司

    1000L三元反应釜

    2套

    北大先行科技产业有限公司

    100L三元产线

    1套

    四川国润新材料有限公司

    20L三元反应釜

    1台

    江苏力泰锂能新能源有限公司

    1000L三元产线

    1台

    余姚兴友金属材料有限公司

    500L三元产线

    4台

    宁波中科院材料所

    盘式干燥机

    2台

    江苏翔鹰新能源有限公司

    20L三元产线

    1套

    山东天运新材料有限公司

    反应釜6500L

    20台

    安徽卓越新能源有限公司

    反应釜250L

    2台



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