巖征儀器三元前驅體反應釜工作原理

來源：上海巖征實驗儀器有限公司 2025年05月22日 16:22

三元前驅體反應釜是用于生產鋰電池三元前驅體材料的關鍵設備，以下是其相關介紹：

結構：通常由主體、器蓋、攪拌器、夾套、支承及傳動裝置、軸封裝置等組成1。釜蓋上設有多個開口，如加料口、pH 計口、攪拌器口、進氣口、排氣口、測溫口、壓力表口等2。
材質：一般采用 316L 不銹鋼或玻璃材質1。316L 不銹鋼具有良好的耐腐蝕性和強度，能避免雜質元素對反應的干擾，提升設備耐腐蝕性和材料批次一致性；玻璃材質則具有良好的透明性，便于觀察反應過程1。

反應釜為反應物提供封閉的高溫高壓環境，使金屬鹽在其中發生混合、溶解、沉淀及熱處理等反應。首先將鎳、鈷、錳等金屬鹽溶解在適當溶劑中形成均勻溶液，加入鋰源后在特定 pH 值條件下混合，接著在特定溫度和條件下沉淀出金屬氫氧化物或金屬鹽前驅體，沉淀物經過過濾、洗滌后進行高溫焙燒，最終形成三元前驅體材料。

攪拌系統：采用機械攪拌，如雙層推進式攪拌槳，攪拌轉速通常在 50 - 500r/min 可調2。其作用是使釜內反應物充分混合，確保物料均勻分布，提高反應的均勻性和效率，保證合成的三元前驅體的均勻性4。
溫度控制系統：一般通過夾套進行控溫，控溫范圍通常為 30 - 70℃，控溫精度可達 ±0.5℃2。進口加熱元件提供熱量，循環裝置使溫度保持穩定，精確的溫度控制對前驅體的晶體結構、化學組成和最終性能至關重要24。
pH 值控制系統：配備穩定性高、耐酸堿腐蝕的 pH 計，控制范圍為 0 - 14pH，分辨率可達 0.01pH3。通過在線 pH 自動控制系統，可精確控制反應過程中的 pH 值，確保金屬元素的均勻分布，進而保證三元前驅體的質量4。
加料系統：包括蠕動泵和計量泵等。蠕動泵流量范圍可低至 0.08ml/min，加料速率可調，且 0.1 - 99h 可定時；計量泵可實現連續進液，LED 數字顯示泵頭轉速，加料速率可調，也可設置定時功能，能精確控制各種反應物的加入量和加入速度2。

采用 PLC + 觸摸屏控制，可實現在線監控反應器內的溫度、壓力、攪拌速度、加料速率等參數。用戶只需輸入設定值，就可實現無人值守自動反應，避免人工長時間值守和手動調節波動造成的產品性能下降。部分反應釜還可實現遠程半自動控制，方便操作人員遠程監控和操作。

一些反應釜釜內可非標加裝二維或三維攝像頭，實時拍攝材料成型狀況，有助于觀察和研究反應過程。另外，部分反應釜經過流體力學模擬仿真，在內部配有合理大小和數目的擋流板和導流筒，使反應過程中物料能夠接觸更充分，產物形貌更均一。

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