动力锂电池-产业专题

三元材料干燥设备的选择问题

时间:2018-06-08 作者:系统超管来源:系统超管

[导读] 洗涤干净的前驱体滤饼含有10%~50%的水分，需要将其除去以便后续工段使用。干燥是用加热的方法使固体物料中的水分或其他溶剂汽化，从而除去固体物料中湿分的过程。干燥过程十分复杂，它涉及流体力学、传热、传质三方面基础理论。

洗涤干净的前驱体滤饼含有10%~50%的水分，需要将其除去以便后续工段使用。干燥是用加热的方法使固体物料中的水分或其他溶剂汽化，从而除去固体物料中湿分的过程。干燥过程十分复杂，它涉及流体力学、传热、传质三方面基础理论。

一、干燥工艺

干燥工艺包括干燥时间、干燥温度和干燥气氛等的确定。三元材料前驱体为变价金属的低价化合物，在空气中会被氧化，且干燥温度越高氧化程度越严重。但由于真空干燥和惰性气氛保护干燥成本高且干燥效率低，而在空气气氛下适当温度干燥出来的前驱体品质基本能满足要求，所以一般选择空气气氛干燥。

不同干燥温度处理后的三元前驱体XRD图

从图中可以看出150℃处理后的前驱体XRD谱图和真空100℃处理的XRD谱图已有明显差异，因此前驱体滤饼在空气中的干燥温度应小于150℃。当温度达到400℃时，前驱体会被氧化变成三价氧化物。不同干燥温度下前驱体的总金属含量随着干燥温度的升高而升高，比表面积在高200℃后突然增大。

不同干燥温度下前驱体的总金属含量和比表面积

当确定前驱体的干燥温度不能高于150℃后，可以根据干燥设备的干燥效率和前驱体水分控制标准为水分含量小于1%，不同干燥设备所需的干燥时间不同。

二、干燥设备

根据传导方式的不同，干燥可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电干燥和联合干燥。

选择三元材料前驱体的干燥机至少需要考虑以下几点：

产品的水分含量要求；

滤饼的水分含量以及滤饼含水量是否均匀；

干燥机生产能力，物料的进给方式；

干燥机与三元材料前驱体接触部分材质需要耐碱性，并且不能带入金属杂质或其他杂质；

需要达到的干燥温度等。

三元材料前驱体的干燥可采用热风循环烘箱、回转干燥机、盘式干燥机、耙式干燥机、微波干燥机等。

1、热风循环烘箱

热风循环烘箱外形像箱子，外壁是绝热保温层。

热风循环烘箱内部结构图

由风机产生的循环流动的热风，吹到潮湿物料的表面达到干燥目的，热空气反复循环通过物料。

1脚轮 2热电偶 3控制面板 4保温外壳 5风机 6排气口 7加热丝

8料盘 9料盘支架

优点：容易装卸，物料损失小，料盘易清洗。因此，对于需要经常更换产品、价高的成品或小批量物料，厢式干燥器的优点十分显著。热风循环的主要缺点是：物料得不到分散，干燥不均匀，干燥时间长；装卸物料耗时、耗人工，劳动强度大，设备利用率低；卸物料时粉尘飞扬，环境污染严重；热效率低，一般在40%左右，每干燥1kg水分约需消耗加热蒸汽2.5kg。

2、转筒干燥器