合成方法的改进

    目前三元材料前驱体的合成往往采用共沉淀的方法，但由于Ni、Co、Mn的溶度积不同，有时合成条件控制不严格会造成Ni的偏析。Ni偏析也会影响材料的倍率和循环性能。Wu等对比了共沉淀、溶胶凝胶和水热辅助合成法制备的富Li材料，他们发现，水热辅助合成法制各的材料元素分布最均匀，能量保持率最好。

    Jong-Min Kim等和Mansoo Choi采用Couette-Taylor反应器通过共沉淀的方法合成了NCM前驱体，前驱体有窄的粒度分布，呈球形，并有粗糙的表面，合成的最终产品有好的倍率性能和循环性能。

    但现有文献中的泰勒流反应器多为管式结构，反应器体积普遍偏小、放大倍数有限，难以满足大规模工业化生产的需要。叶立等人M93利用由静态混合器、喷嘴和分气盒组成的新型布气装置在搅拌釜式反应器中诱导生成泰勒流，对反应器流动特性及反应特性进行了实验研究。结果表明，与常规搅拌釜式反应器相比，泰勒流反应器内物料流动更加接近于平推流型，泰勒流的生成在反应器内构建出局部平推流区域，降低了物料返混程度。反应器反应性能因流动特性改变丽得以增强，相同实验条件下，在泰勒流反应器中进行的蔗糖水解反应转化率比在常规搅拌釜式反应器中高出26.7%。也有采用在现有搅拌釜中增加超声振动，使产物有较均匀的元素分布。

    搅拌釜式反应器中，搅拌装置与反应釜壁构成了相对旋转的两同轴圆筒体，反应器内的加热（冷却）排管、测量元件等构件周围也常会有绕流产生，具有形成泰勒流的基本条件，但由于内外圆筒间间隙过宽，在常规搅拌釜式反应器中通常观测不到泰勒流，即使有，也不会太明显。Taylor-Proudman定理表明，在流体离心力场内，沿旋转轴向的物体速度会在轴向或与轴平行的方向上诱导产生流体运动，形成沿转轴上下两方向延伸的柱状流动，这种柱状流动即为泰勒流。以此为理论依据，采用一种新型布气装置从反应器底部引入高速喷射旋流气流，气流经喷嘴高速喷出，在静态混合器中与抽吸液体进行混合后成为旋流流体流出，旋流流体上升过程中诱导产生泰勒流，搅拌桨的搅拌作用则进一步加强了泰勒流，从而在反应釜中构建出完整的泰勒涡柱。

    釜式泰勒流反应器中，搅拌装置转速和进气流率对泰勒流的形成十分重要，研究分析这两个参数变化对反应器流动特性的影响是非常重要的。

    为合成元素分布更均匀的三元材料，需要对现有搅拌反应釜进行改造，使反应釜中生成泰勒流，反应更均匀，粒度分布更窄。以搅拌釜式反应器为基础，构建釜式泰勒流反应器，可在继承管式泰勒流反应器优点的同时克服其大规模工业化应用局限。