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    三元前驅體技術服務

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    常州市正元干燥工程有限公司
    地址:江蘇省常州市天寧區鄭陸鎮三河口工業園區
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    工程案例2

    三元前驅體反應釜應用

    應用客戶:浙江帕瓦新能源有限公司,巨野天運新能源科技有限公司,池州西恩新才料科技有限公司,桂林電器科學研究院有限公司,江蘇力泰鋰能科技有限公司
    選用產品::三元前驅體反應釜
    物料::
    簡介:常州市正元干燥工程有限公司是從事三元正極材料非標設備,其中三元前驅體反應釜新型結構設計合理,實現反應釜與外部氣氛的完全隔絕,減少了機械摩擦,減少了維護保養費用,完全符合三元前驅體的生產要求,干燥設備和制?;檔難芯?、開發及制造的專業性廠家,是目前國內生產干燥設備品種較多、規格較全的企業。

    詳細說明

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    1.1關于正元
          常州市正元干燥工程有限公司是從事三元正極材料非標設備,其中三元前驅體反應釜(專利號201720272361.0)新型結構設計合理,實現反應釜與外部氣氛的完全隔絕,減少了機械摩擦,減少了維護保養費用,完全符合三元前驅體的生產要求,三元前軀體的絡合合成,主要是通過把鹽溶液、堿溶液、氨水溶液通過計量泵按照一定的比例共沉淀反應實現的。整個過程中反應好的漿料會從反應釜溢流出來,然后經過過濾、洗滌、打漿、過濾、干燥、混合、除磁、包裝一系列過程,最終產出成品前軀體材料,目前三元前驅體產品高品質的定位為物理指標Na《100ppm;S《1200ppm;磁性異物《20ppb(出口三星/LG標準);所以對于設備的選型與定制極為重要,直接決定你的產品定型與品質控制要求。

          常州正元干燥工程有限公司對三元前驅體非標設備的研究、開發及制造的專業性廠家,是目前國內生產三元前驅體非標設備品種較多、規格較全的企業。國內三元前驅體材料廠家使用公司的非標設備應用廣范(主要客戶有:浙江帕瓦新能源有限公司、余姚興友金屬材料有限公司 、青島乾運高科新材料有限公司、安徽池州西恩新材料科技有限公司 、江蘇力泰鋰能材料有限公司、多氟多科技有限公司、乳源東陽光磁性材料有限公司、北大先行科技產業有限公司、四川國潤新材料有限公司、山東玉皇化工(集團)、天齊鋰業、桑頓新能源、合肥國軒高科能源股份有限公司浙江金鷹股份有限公司、寧德時代新能源科技CATL、杉杉能源(寧夏)公司等等).
           我公司吸收國內外的先進技術與經驗,嚴格按國家GMP的要求設計、開發、生產、安裝和服務于一體,同時嚴格按照ISO9001國際質量體系標準實施,確保了產品質量。在干燥設備的開發、研究中不斷地創新及改造,設計制造了一系列工藝先進且節能的產品。并根據市場的需要研制開發了10多種干燥、混合、除塵系列,產品廣泛適用于制藥、化工、食品、輕工等行業工業原料或產品的干燥除濕,深受用戶好評?;隊突Т鮮匝楹涂疾?。

    1.2 三元正極材料前驅體工序流程圖

    1.4 三元前驅體共沉淀反應釜專業廠家-常州市正元干燥工程有限公司
     (自動控制PH值實驗室及生產用三元前驅體反應釜)
    規格型號:FYF型
    1、有效容積: 20L;250L;1000L;6500L;10000L 。
    2、材料: 316L不銹鋼/鈦材。螺栓、螺母材料316L不銹鋼;支架碳鋼噴塑處理
    3、設計壓力:常壓;工作壓力:常壓
    4、設計溫度:80度 ;工作溫度60度 ;
    5、加熱方式:夾套水浴電加熱,夾套帶保溫;加熱功率:5-15KW
    6、結構形式:法蘭開式,釜體帶有溢流口,釜體內帶有可拆卸擋流板;帶有操作平臺。
    7、機械攪拌,轉速0-1000轉可調。電機功率:15-75kw;
    8、攪拌槳形式:雙層攪拌器
    10、釜蓋開口參數:測溫口,進氣口、壓力表口,3個滴加口,加料口,一個PH計口(配PH計在線檢測電極)、排氣口配閥,測溫口配備熱電偶。
    11、自動控制PH值控制部分:(1個控制柜控制1臺反應釜)

     

    技術指標

    部件配置及說明

    顯示控制方式

    現場
               儀表

    上下位機集中

    溫度控制、檢測系統

    控制范圍:10~90℃(水浴加溫)
       控制精度:±0.5℃

    配套智能控制數顯高溫油循環機
         傳感器:PT100(進口鉑電阻)
       溫度變送器(SYBIO)

    攪拌轉速
       控制系統

    控制范圍:
         50~1000rpm
       控制精度:±10rpm

    電機:3-75KW交流電機(西門子)
       變頻器

    pH控制、檢測系統

    范圍:2.00-12.00
         控制精度:±0.05
         顯示精度:±0.01
       補堿速率:0~1000L/hr自動調節

    耐高溫pH電極、導線(瑞士梅特勒)
       變送器無極調速;流加堿液反饋控制;

    補料控制
       系統

    補料速率范圍:0~1000L/hr, 連續可調
       精度:± 2%

    3路獨立補料(1路用于pH調節)
       計量泵

     

    進料流加控制系統

    NCM金屬液和堿液流加控制范圍:0~900L/H,控制精度:2%
       氨水流加控制范圍:0~1000L/H,控制精度:2%

    序號

    項目

    名稱

    規格

    數量

    1

    溫度控制

    Pt100電極(一備一用)

    德國Lambo,自帶變送器

    2

    2

     

    四氟侵入式電極護套

    SYBIO

    1

    3

     

    電加熱高溫循環器

     

    1

    4

     

    循環泵

    德國WILO RS25/8

    1

    5

     

    冷卻電磁閥

    臺灣強實CS AD-20-N-G2;口徑:DN20;接口PT3/4

    1

    6

    攪拌控制

    變頻器

    3KW /380V,日本富士,用于控制3KW的變頻電機

    1

    7

    pH檢測和控制

    pH電極

    瑞士梅特勒,InPro4800i/120

    2

    8 

     

    導線

    瑞士梅特勒

    2

    9

     

    四氟侵入式電極護套

    SYBIO

    1

    10

     

    現場pH變送器

    瑞士梅特勒工業多參數變送器MUlti 2-CH 1/4 DIN M300(雙通道)

    1

    11

     

    外控接口

    4-20mA、0-5V、0-10V可選

    3

    12

     

    計量泵

    NCM金屬液和堿液流加控制范圍:0~900L/H,控制精度:2%
       氨水流加控制范圍:0~1000L/H,控制精度:2%

     

    3

     

    13

    控制系統

    西門子PLC控制???/p>

    2個反應釜1個控制器

    1

    14

     

    立式機箱柜+電柜低壓輔料成套

    2個反應釜1個機柜

    1

    15

     

    彩色液晶觸摸屏

    昆侖通泰或同等品牌,15寸

    1

     

    12、反應釜容積與產能


       設備容積(L)

    20

    250

    1000

    6500

    10000

     

    可根據客戶要求定制不同體積的反應釜,或采用人工調節pH。

    產能(kg/24h)

    3

    80

    150

    2000

    3000

    功率(kw)

    0.75

    5.5

    15

    45

    55

    PH自動控制

    1.5 常州市正元干燥工程有限公司生產線可供設備清單:

    序號

    設備名稱

    規格型號

    設備約重(噸)

    功率kw

    單位

    數量

    1

    永磁除鐵器(管道除鐵器)

    DN50,9000GS,304不銹鋼襯碳化鎢

    0.03

     


    2

    堿平衡罐

    Φ1.5m,H1.0m,1000L,304內襯碳化鎢
       (恒溫加熱,DN50)

    0.8

    20


    3

    鹽平衡罐

    Φ1.5m,H1.0m,1000L,304內襯碳化鎢
       (恒溫加熱,DN50)

    0.8

    20


    4

    氨平衡罐

    Φ1.5m,H1.0m,1000L,PP材質

    0.3

     


    5

    ※反應釜(帶變頻器)

    6500L/10000L,內膽不銹鋼316L或鈦釜材質;變頻轉速0-350rpm數顯;外膽304材質;

    3.5

    45


    6

    洗滌機

    2m3;Φ1.6m,H2.0m;長2.9m;

    2.3

    2.2


    7

    盤式干燥機

    6噸每天,風機5.5KW,Φ3.5m,H4.0m
       底部傳動5.5KW? (物料接觸部分鈦盤);底盤降溫處理

    3.5

    22.5


    8

    混料機

    LHY-5噸,內膽不銹鋼噴碳化鎢,重載啟動,1.8m×4.65m×2.5m;

    3

    45


    9

    絞龍下料器

    內膽316L不銹鋼材料(物料接觸部分做涂層處理)DN159;1.2m*0.5*0.6

    1.2

    1.5


    10

     小中試線/生產線整包設計安裝工程(包括正極三元前驅體的工藝及設備設計、標準設備選型、非標準設備設計及選型、設備連接、設備基礎、設備防腐、設備布置圖、生產調試等)

    1.6許多公司的三元前驅體專用反應釜主要存在以下問題

      • 1、反應釜存在結構上不足,內部保溫性能差,防護能力差,膽壁若破裂極易發生泄漏;
      • 2、主軸底部設有軸承座,使用壽命短,需要經常更換軸承座,增加維修成本;
      • 3、皮帶傳動電機造成電功率損耗過大;
      • 4、電機直接傳動主軸,啟動時產生的大沖擊力,容易使主軸斷裂或變形;
      • 5、釜體溫度與釜內絡合過程中的PH控制穩定不好;
      • 6、反應釜體及內部動平衡做得不好需要固定螺栓;
      • 7、做為三元正極材料前驅體產品的品種有3um(單晶);6um;10um,一般反應釜難以做兼顧性,在換產品過程中需要更換釜內攪拌葉;
      • 8、反應釜出產品的產能??;
      •       常州正元公司的FYF6500/FYF10000反應釜(專利號201720272361.0)在設計上解決上述提出到的問題,為此提供了一種鋰電三元前驅體反應釜,釜體頂部設置有頂部支架,頂部支架一側固定設置有電機,反應釜體包括內膽和外膽,反應釜體內部設置有主軸,頂部支架內設置有驅動軸,驅動軸上端通過減速機與電機直接連接,下端通過聯軸器與主軸連接,主軸上設置有雙層攪拌槳,釜體上設置有下料管、溫度檢測裝置、PH檢測裝置和通氣裝置、試鏡、取樣口等,通氣裝置延伸到釜體底部位置,釜體底部設置有出料口。常州正元公司FYF6500L釜下料成球快,絡合沉淀生成球型三元前驅體產品,生產三元前驅體622/811單晶產品產能900kg/天;523產品產能2噸/天;三元前驅體622型達標產品產能2.5噸/天。雙層膽設計保溫防漏,主軸底部不設置軸承,降低維修次數,溢流管實現連續生產,使用壽命長,產品穩定,減少污染,降低成本。

       

      1. 1.7三元前驅體合成過程中影響氫氧化物形貌的因素
      2. 1、氨水的濃度

      我司反應釜當游離氨濃度控制9.5-11.5g/l時,球形顆粒表面光滑,球形度和致密性也逐漸增大,顆粒間分散性好。

      1. 2、PH值的影響

      這個是所有氫氧化物合成中最重要的因素,也是大家逐漸用變送器PH自動控制來代替人工操控的原因.

      1. 3、攪拌速率的影響(與設備反應釜相關)

            適當增加攪拌速率可增加沉淀產物的振實密度。強烈攪拌能使加入反應器中的鎳、鈷、錳離子與氫氧根離子迅速散開,避免加料過程中體系局部過飽和度過大而引起大量成核;攪拌速率的提高還可加快反應離子在體系內的傳質,單位時間內有更多的反應物達到晶體的表面結晶,有利于晶體生長;
       另外還可以加速小顆粒的溶解然后在大顆粒表面重新結晶析出,使得沉淀產物粒徑分布窄,形貌單一,振實密度隨之增大。
       但當攪拌強度到達一一定極值后,晶體生長由擴散控制轉為表面控制,此時繼續提高攪拌速率,晶體生長速率基本不變。

      1. 4、反應時間的影響(反應時間影響共沉淀的粒徑大小和形貌,又直接影響著產品的堆積密度)
      2. 5、反應釜溫度的影響(最合適的合成溫度大家都統一為60℃)
      3. 6、陳化的影響(就是讓已經長大的晶體被溶液中還存在的NH3H2O磨掉邊角,使晶體變得圓整、光滑。讓晶格構造規律進行定向重排,表現出較好的結晶性能


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