三元前驅(qū)體反應(yīng)釜是用于生產(chǎn)鋰電池三元前驅(qū)體材料的關(guān)鍵設(shè)備，以下是其相關(guān)介紹：
結(jié)構(gòu)：通常由主體、器蓋、攪拌器、夾套、支承及傳動(dòng)裝置、軸封裝置等組成1。釜蓋上設(shè)有多個(gè)開口，如加料口、pH 計(jì)口、攪拌器口、進(jìn)氣口、排氣口、測(cè)溫口、壓力表口等2。
材質(zhì)：一般采用 316L 不銹鋼或玻璃材質(zhì)1。316L 不銹鋼具有良好的耐腐蝕性和強(qiáng)度，能避免雜質(zhì)元素對(duì)反應(yīng)的干擾，提升設(shè)備耐腐蝕性和材料批次一致性；玻璃材質(zhì)則具有良好的透明性，便于觀察反應(yīng)過程1。
反應(yīng)釜為反應(yīng)物提供封閉的高溫高壓環(huán)境，使金屬鹽在其中發(fā)生混合、溶解、沉淀及熱處理等反應(yīng)。首先將鎳、鈷、錳等金屬鹽溶解在適當(dāng)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(qū)體，沉淀物經(jīng)過過濾、洗滌后進(jìn)行高溫焙燒，最終形成三元前驅(qū)體材料。
攪拌系統(tǒng)：采用機(jī)械攪拌，如雙層推進(jìn)式攪拌槳，攪拌轉(zhuǎn)速通常在 50 - 500r/min 可調(diào)2。其作用是使釜內(nèi)反應(yīng)物充分混合，確保物料均勻分布，提高反應(yīng)的均勻性和效率，保證合成的三元前驅(qū)體的均勻性4。
溫度控制系統(tǒng)：一般通過夾套進(jìn)行控溫，控溫范圍通常為 30 - 70℃，控溫精度可達(dá) ±0.5℃2。進(jìn)口加熱元件提供熱量，循環(huán)裝置使溫度保持穩(wěn)定，精確的溫度控制對(duì)前驅(qū)體的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成和最終性能至關(guān)重要24。
pH 值控制系統(tǒng)：配備穩(wěn)定性高、耐酸堿腐蝕的 pH 計(jì)，控制范圍為 0 - 14pH，分辨率可達(dá) 0.01pH3。通過在線 pH 自動(dòng)控制系統(tǒng)，可精確控制反應(yīng)過程中的 pH 值，確保金屬元素的均勻分布，進(jìn)而保證三元前驅(qū)體的質(zhì)量4。
加料系統(tǒng)：包括蠕動(dòng)泵和計(jì)量泵等。蠕動(dòng)泵流量范圍可低至 0.08ml/min，加料速率可調(diào)，且 0.1 - 99h 可定時(shí)；計(jì)量泵可實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)液，LED 數(shù)字顯示泵頭轉(zhuǎn)速，加料速率可調(diào)，也可設(shè)置定時(shí)功能，能精確控制各種反應(yīng)物的加入量和加入速度2。
采用 PLC + 觸摸屏控制，可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控反應(yīng)器內(nèi)的溫度、壓力、攪拌速度、加料速率等參數(shù)。用戶只需輸入設(shè)定值，就可實(shí)現(xiàn)無人值守自動(dòng)反應(yīng)，避免人工長(zhǎng)時(shí)間值守和手動(dòng)調(diào)節(jié)波動(dòng)造成的產(chǎn)品性能下降。部分反應(yīng)釜還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程半自動(dòng)控制，方便操作人員遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。
一些反應(yīng)釜釜內(nèi)可非標(biāo)加裝二維或三維攝像頭，實(shí)時(shí)拍攝材料成型狀況，有助于觀察和研究反應(yīng)過程。另外，部分反應(yīng)釜經(jīng)過流體力學(xué)模擬仿真，在內(nèi)部配有合理大小和數(shù)目的擋流板和導(dǎo)流筒，使反應(yīng)過程中物料能夠接觸更充分，產(chǎn)物形貌更均一。
