本技术涉及电化学材料制造，尤其涉及一种磷酸锰铁锂的制备装置及其使用方法。
背景技术：
1、电能作为新能源势力中的重要角色，其储能效率和安全性一直是技术重点和难点，磷酸锰铁锂作为电芯材料，兼顾良好的储能效率和安全性，得到了越来越广泛的使用，现有技术中，磷酸锰铁锂的制备方式有很多种，由于原材料多为固态的干料，相比于在溶液中进行反应制备，原料之间的接触效率需要依赖于搅拌机构的持续工作。
2、但现有的搅拌机构搅动方向较为单一，虽然可以通过设置斜向的搅动结构，让物料产生两个方向的相对运动，但位于底部一开始加入的物料仍然比较难与后加入的位于上方的物料充分接触，如果想提高混匀度，就需要搅拌机构长时间工作，无疑会增加能耗，而会影响产出效率。
技术实现思路
1、本技术的目的在于，提供一种混匀度更好、混匀效率更高的磷酸锰铁锂的制备装置。
2、为达到以上目的，本技术提供了一种磷酸锰铁锂的制备装置：包括反应舱，所述反应舱的顶部设置有驱动机构，所述反应舱内设置有加热机构和混料机构，所述驱动机构的输出端连接有行星架，所述行星架连接有搅拌组件，所述搅拌组件包括与所述行星架转动连接的搅拌轴，所述搅拌轴的顶部具有行星轮，所述混料机构还包括固定连接于所述反应舱内壁的太阳轮，所述太阳轮适于与所述行星轮啮合，所述搅拌轴还通过搅拌杆固定连接有刮板，适于将所述反应舱内壁粘附的物料刮离，所述搅拌轴的下端转动连接有翻底组件，所述翻底组件包括漏环，所述漏环与所述反应舱转动连接，所述漏环的底面固定连接有温感探头、翻料爪和刮切叶片，所述翻料爪向下延伸并弯曲，所述刮切叶片竖直向下延伸并相对所述漏环的径向倾斜，所述反应舱的底部为底座，当所述翻料爪的内侧弧面给物料施力时，所述刮切叶片趋向于将物料向所述底座的中间聚拢，当所述翻料爪的外侧面弧面给物料施力时，所述刮切叶片趋向于将物料向底座的内侧壁推离，所述底座的内壁开设有贯通外侧面的排料通道，所述底座在所述排料通道内设置有排料组件，适于改变所述排料通道的开启和关闭状态，所述反应舱的顶部还设置有投料机构，制备磷酸铁锰锂的固态和液态原料由上方进入反应舱。
3、作为一种优选，所述反应舱还包括与所述底座固定连接的内胆，所述太阳轮包括固定连接于所述内胆顶部内壁的限位环，所述限位环的内壁具有内齿缘，所述行星架包括联动轴，所述联动轴的外侧面具有两个分别位于所述内齿缘上方和下方的约束板，两个所述约束板在对位的位置均开设有偏心孔，所述搅拌轴穿过同在一个竖直方向的两个所述偏心孔构成转动副，所述行星轮位于两个所述约束板之间，所述搅拌轴的外侧面还固定连接有两个分别位于上方约束板上表面和下发约束板下表面的卡环，用于提高搅拌组件与行星架的连接稳定性。
4、作为一种优选，所述漏环的内壁具有悬板，所述悬板开设有通孔，所述搅拌轴的下端具有端轴，适于与所述通孔配合构成转动副，所述端轴的下端穿过所述通孔后固定连接有挡环；所述搅拌轴外侧面的搅拌杆有若干个，若干所述搅拌杆均与所述搅拌轴垂直，若干所述搅拌杆末端固定连接的刮板与所述搅拌轴平行，所述刮板的侧边为刮刀，适于贴近所述内胆的内壁，从而将潮湿的物料从反应舱的内壁刮离。
5、作为一种优选，所述漏环的顶面高度由边缘向中间逐渐降低，所述约束板为多岔形，所述搅拌组件的数量与所述约束板的分岔数对应，所述悬板的数量与所述搅拌组件的数量对应，所述漏环底面的翻料爪和刮切叶片有若干个，所述翻料爪与所述悬板对应，并且对应地位于所述悬板的下方，若干所述刮切叶片分为与所述翻料爪数量对应的组数，每组中的若干刮切叶片位于相邻的两个所述翻料爪之间，并且绕所述漏环的轴线等距排布；所述内胆的内壁开设有滑槽，所述漏环的外侧面具有滑环，适于与所述滑槽契合构成转动副，限制翻底组件的自由度，提高翻底组件运动时的平顺性。
6、作为一种优选，所述底座的内底部具有锥台，所述锥台的外侧面与所述底座的内侧壁之间形成有环料槽，所述翻料爪和刮切叶片均位于所述环料槽内，所述加热机构包括电热柱和电热环，所述电热柱固定连接于所述锥台的顶面，所述内胆的外侧面开设有配置槽，适于容纳所述电热环，形成内外面，提高物料的升温效率。
7、作为一种优选，所述内胆的外侧面还设置有隔热筒，所述隔热筒包括与所述内胆固定连接的真空夹层桶，所述真空夹层桶的顶面和底面均具有托环，所述真空夹层桶的外侧面与两个所述托环之间固定连接有肋板，下方的所述托环在所述肋板之间的部位开设有连接孔；所述温感探头与所述悬板数量对应，每个所述悬板的下方都固定连接有一个温感探头，用于反馈物料的温度状况，保证物料处在适宜反应的温度范围内。
8、作为一种优选，所述内胆和隔热筒的上端共同固定连接有隔热穹顶，所述隔热穹顶的顶部开设有贯通内外壁的轴孔，所述驱动机构包括固定连接于所述隔热穹顶顶面的减速器，所述减速器的底面固定连接有电动机，所述减速器的输出端固定连接有主轴，所述主轴穿过所述轴孔与所述联动轴固定连接；所述隔热穹顶的侧壁设置的投料机构包括干料投入通道和加料机构，所述加料机构适于向所述反应舱内注入液态还原剂，与固态粉末状原料进行反应从而得到磷酸锰铁锂材料。
9、作为一种优选，所述加料机构包括贯通所述隔热穹顶侧壁的注料管，所述注料管的上端具有定量筒，所述定量筒的顶部通过支撑柱固定连接有安装板，所述安装板上固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的活动端深入所述定量筒内并固定连接有活塞，适于让所述定量筒内产生负压，或给液态还原剂施加压力，所述定量筒的底部通过主通电控阀连接有主管道，所述主管道的下端分岔出若干分支管，每个所述分支管的末端都连接有一个还原剂储罐，每个所述分支管内均设置有分支电控阀，所述注料管内设置有供料电控阀，用于实现液态还原剂的定比例和定量注入。
10、作为一种优选，所述排料组件包括堵料塞和锁销，所述堵料塞包括内嵌锥，适于嵌入所述排料通道内，所述内嵌锥背向所述排料通道的侧面具有延伸板，所述延伸板上开设有内销孔和牵引槽；所述底座的外侧面具有围绕所述排料通道的导向管，所述导向管开设有贯通内外壁的外销孔；所述锁销包括销板，适于同时与所述外销孔和内销孔插合，所述销板的一端固定连接有手柄，方便拆装排料组件，且安装后稳定性高。
11、本技术还提供了一种使用上述磷酸锰铁锂制备装置的方法，具体步骤如下：
12、第一步：装置初始化，使用排料组件将排料通道堵住，让所有电控阀均处于完全隔断状态，所有的电控阀的状态转换都受工业电脑的控制；
13、第二步：称量粉末状的固态物料，并通过干料投入通道倒入反应舱内，然后封闭干料投入通道，随即启动加热机构对固态物料进行预热，为氧化还原反应做准备；
14、第三步：让主通电控阀调整至主管道连通状态，准备获取定比例且定量的液态还原剂；
15、第四步：让第一个还原剂储罐上方的分支电控阀调整至分支管连通位置，启动电动伸缩杆，带动活塞让主管道和分支管内产生负压，从而将第一种还原剂按照称量计算得到的体积抽入主管道和分支管内，活塞移动的距离达标后，关闭第一个分支电控阀，电动伸缩杆停滞，管道内留存着一段第一种还原剂；
16、第五步：让第二个还原剂储罐上方的分支电控阀调整至分支管连通位置，启动电动伸缩杆，带动活塞让主管道和分支管内产生负压，从而将第二种还原剂按照称量计算得到的体积抽入主管道和分支管内，活塞移动的距离达标后，关闭第二个分支电控阀，电动伸缩杆停滞，管道内留存了一段第二种还原剂；
17、第六步：让第三个还原剂储罐上方的分支电控阀调整至分支管连通位置，启动电动伸缩杆，带动活塞让主管道和分支管内产生负压，从而将第三种还原剂按照称量计算得到的体积抽入主管道和分支管内，活塞移动的距离达标后，关闭第三个分支电控阀，电动伸缩杆停滞，此时三种还原剂均位于主管道和分支管内，且液面高度低于主通电控阀，三段还原剂或留存在分支管内，或者在主管道内相融；
18、第七步：让主通电控阀调整至定量筒与外界大气连通的状态，准备排气；
19、第八步：启动电动伸缩杆下压活塞将定量筒内的空气排出，直至活塞与定量筒的内底面接触，随即让主通电控阀调整回主管道连通状态，准备将还原剂从管道中转移到定量筒内；
20、第九步：再次启动电动伸缩杆将活塞拉至上限位后停滞，让定量筒内形成真空，随即同时调整三个分支电控阀至分支管与外界大气连通的状态，外界大气压会将分支管和主管道内的混合还原剂全部推入定量筒内，三种还原剂的含量正好与一开始称量的固态物料对应，可以充分反应；
21、第十步：让主通电控阀调整至完全隔断状态，让供料电控阀调整至注料管连通状态，启动电动伸缩杆下压活塞将定量筒内的混合还原剂全部注入反应舱内，与已经预热的固态物料接触就会发生反应；
22、第十一步：启动驱动机构带动混料机构正转，将固态物料与液态还原剂充分混合，并在高温环境下进行还原反应，最终得到潮湿的磷酸锰铁锂材料，粘附在反应舱内壁的物料会被具有公转和自转的刮刀刮掉；
23、第十二步：去掉排料组件，让驱动机构带动混料机构反转，将潮湿的磷酸锰铁锂材料向外切，并最终通过排料通道和导向管排出，即可已进入下一道烘干工序。
24、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
25、（1）通过设计行星齿轮结构来带动搅拌组件，让搅拌组件在公转的同时还能自转，使得搅拌作用力方向不再单一，提高了搅拌结构对物料的作用效果，单位时间内物料的相对运动幅度更大；
26、（2）通过在搅拌组件的底部设置翻底组件，利用翻底组件底部的翻料爪将底部的物料向上翻动，与上方后加入的物料吊环位置，搅拌组件与翻底组件同时工作，有效增加了物料受到的作用力方向，无需搅拌机构长时间工作，就能达到很好的混匀效果，因此翻底组件提高了混匀的效率；
27、（3）通过在反应舱顶部设置加料机构，加料机构由电动伸缩杆带动，配合三通电控阀，在工业电脑的控制下，可以实现高精度的动作，可以定比例且定量地注入液态还原剂，有效降到了制备过程中的人工参与，操作更加方便快捷；
28、（4）通过在漏环的底部设置倾斜的刮切叶片结构，不但能够在混料机构正转时，将反应舱底部的物料向中间聚拢，并通过锥台向上拱起实现翻料，还能在混料机构反转时，将磷酸锰铁锂的成品推离反应舱，实现自动排料；
29、（5）通过设计电热柱和电热环双层加热结构，增加了物料的受热面积，提高了升温速度，从而进一步提高磷酸锰铁锂的制备效率，该设计结构紧凑、工作稳定性高且轻量化好；
30、（6）通过给反应舱的侧壁设置隔热保温结构，降低了制备过程的热损耗，从而降低了加热机构的能耗，进而降低了磷酸锰铁锂的制备成本。
1.一种磷酸锰铁锂的制备装置，其特征在于：包括反应舱（2），所述反应舱（2）的顶部设置有驱动机构（1），所述反应舱（2）内设置有加热机构（5）和混料机构（6），所述驱动机构（1）的输出端连接有行星架（610），所述行星架（610）连接有搅拌组件（630），所述搅拌组件（630）包括与所述行星架（610）转动连接的搅拌轴（631），所述搅拌轴（631）的顶部具有行星轮（632），所述混料机构（6）还包括固定连接于所述反应舱（2）内壁的太阳轮（620），所述太阳轮（620）适于与所述行星轮（632）啮合，所述搅拌轴（631）还通过搅拌杆（633）固定连接有刮板（634），适于将所述反应舱（2）内壁粘附的物料刮离，所述搅拌轴（631）的下端转动连接有翻底组件（640），所述翻底组件（640）包括漏环（641），所述漏环（641）与所述反应舱（2）转动连接，所述漏环（641）的底面固定连接有温感探头（645）、翻料爪（646）和刮切叶片（647），所述翻料爪（646）向下延伸并弯曲，所述刮切叶片（647）竖直向下延伸并相对所述漏环（641）的径向倾斜，所述反应舱（2）的底部为底座（240），当所述翻料爪（646）的内侧弧面给物料施力时，所述刮切叶片（647）趋向于将物料向所述底座（240）的中间聚拢，当所述翻料爪（646）的外侧面弧面给物料施力时，所述刮切叶片（647）趋向于将物料向底座（240）的内侧壁推离，所述底座（240）的内壁开设有贯通外侧面的排料通道（243），所述底座（240）在所述排料通道（243）内设置有排料组件（4），适于改变所述排料通道（243）的开启和关闭状态，所述反应舱（2）的顶部还设置有投料机构。
2.如权利要求1所述的磷酸锰铁锂的制备装置，其特征在于：所述反应舱（2）还包括与所述底座（240）固定连接的内胆（220），所述太阳轮（620）包括固定连接于所述内胆（220）顶部内壁的限位环（621），所述限位环（621）的内壁具有内齿缘（622），所述行星架（610）包括联动轴（611），所述联动轴（611）的外侧面具有两个分别位于所述内齿缘（622）上方和下方的约束板（612），两个所述约束板（612）在对位的位置均开设有偏心孔（613），所述搅拌轴（631）穿过同在一个竖直方向的两个所述偏心孔（613）构成转动副，所述行星轮（632）位于两个所述约束板（612）之间，所述搅拌轴（631）的外侧面还固定连接有两个分别位于上方约束板（612）上表面和下发约束板（612）下表面的卡环（635）。
3.如权利要求2所述的磷酸锰铁锂的制备装置，其特征在于：所述漏环（641）的内壁具有悬板（643），所述悬板（643）开设有通孔（644），所述搅拌轴（631）的下端具有端轴（636），适于与所述通孔（644）配合构成转动副，所述端轴（636）的下端穿过所述通孔（644）后固定连接有挡环（637）；所述搅拌轴（631）外侧面的搅拌杆（633）有若干个，若干所述搅拌杆（633）均与所述搅拌轴（631）垂直，若干所述搅拌杆（633）末端固定连接的刮板（634）与所述搅拌轴（631）平行，所述刮板（634）的侧边为刮刀（638），适于贴近所述内胆（220）的内壁。
4.如权利要求3所述的磷酸锰铁锂的制备装置，其特征在于：所述漏环（641）的顶面高度由边缘向中间逐渐降低，所述约束板（612）为多岔形，所述搅拌组件（630）的数量与所述约束板（612）的分岔数对应，所述悬板（643）的数量与所述搅拌组件（630）的数量对应，所述漏环（641）底面的翻料爪（646）和刮切叶片（647）有若干个，所述翻料爪（646）与所述悬板（643）对应，并且对应地位于所述悬板（643）的下方，若干所述刮切叶片（647）分为与所述翻料爪（646）数量对应的组数，每组中的若干刮切叶片（647）位于相邻的两个所述翻料爪（646）之间，并且绕所述漏环（641）的轴线等距排布；所述内胆（220）的内壁开设有滑槽（222），所述漏环（641）的外侧面具有滑环（642），适于与所述滑槽（222）契合构成转动副。
5.如权利要求4所述的磷酸锰铁锂的制备装置，其特征在于：所述底座（240）的内底部具有锥台（241），所述锥台（241）的外侧面与所述底座（240）的内侧壁之间形成有环料槽（242），所述翻料爪（646）和刮切叶片（647）均位于所述环料槽（242）内，所述加热机构（5）包括电热柱（501）和电热环（502），所述电热柱（501）固定连接于所述锥台（241）的顶面，所述内胆（220）的外侧面开设有配置槽（221），适于容纳所述电热环（502）。
6.如权利要求5所述的磷酸锰铁锂的制备装置，其特征在于：所述内胆（220）的外侧面还设置有隔热筒（230），所述隔热筒（230）包括与所述内胆（220）固定连接的真空夹层桶（231），所述真空夹层桶（231）的顶面和底面均具有托环（232），所述真空夹层桶（231）的外侧面与两个所述托环（232）之间固定连接有肋板（234），下方的所述托环（232）在所述肋板（234）之间的部位开设有连接孔（233）；所述温感探头（645）与所述悬板（643）数量对应，每个所述悬板（643）的下方都固定连接有一个温感探头（645）。
7.如权利要求6所述的磷酸锰铁锂的制备装置，其特征在于：所述内胆（220）和隔热筒（230）的上端共同固定连接有隔热穹顶（210），所述隔热穹顶（210）的顶部开设有贯通内外壁的轴孔（211），所述驱动机构（1）包括固定连接于所述隔热穹顶（210）顶面的减速器（102），所述减速器（102）的底面固定连接有电动机（103），所述减速器（102）的输出端固定连接有主轴（101），所述主轴（101）穿过所述轴孔（211）与所述联动轴（611）固定连接；所述隔热穹顶（210）的侧壁设置的投料机构包括干料投入通道（212）和加料机构（3），所述加料机构（3）适于向所述反应舱（2）内注入液态还原剂。
8.如权利要求7所述的磷酸锰铁锂的制备装置，其特征在于：所述加料机构（3）包括贯通所述隔热穹顶（210）侧壁的注料管（301），所述注料管（301）的上端具有定量筒（302），所述定量筒（302）的顶部通过支撑柱（303）固定连接有安装板（304），所述安装板（304）上固定连接有电动伸缩杆（305），所述电动伸缩杆（305）的活动端深入所述定量筒（302）内并固定连接有活塞（306），适于让所述定量筒（302）内产生负压，或给液态还原剂施加压力，所述定量筒（302）的底部通过主通电控阀（311）连接有主管道（307），所述主管道（307）的下端分岔出若干分支管（308），每个所述分支管（308）的末端都连接有一个还原剂储罐（309），每个所述分支管（308）内均设置有分支电控阀（310），所述注料管（301）内设置有供料电控阀（312）。
9.如权利要求1~8中任一所述的磷酸锰铁锂的制备装置，其特征在于：所述排料组件（4）包括堵料塞（410）和锁销（420），所述堵料塞（410）包括内嵌锥（411），适于嵌入所述排料通道（243）内，所述内嵌锥（411）背向所述排料通道（243）的侧面具有延伸板（412），所述延伸板（412）上开设有内销孔（413）和牵引槽（414）；所述底座（240）的外侧面具有围绕所述排料通道（243）的导向管（244），所述导向管（244）开设有贯通内外壁的外销孔（245）；所述锁销（420）包括销板（421），适于同时与所述外销孔（245）和内销孔（413）插合，所述销板（421）的一端固定连接有手柄（422）。
10.一种使用如权利要求8所述的磷酸锰铁锂的制备装置的方法，其特征在于包括以下步骤：
