CN107146908A - 一种锂离子电极材料碳包覆连续装置 - Google Patents

一种锂离子电极材料碳包覆连续装置 Download PDF

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王莎
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Abstract

本发明公开了一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,包括搅拌装置和烘干烧结装置,所搅拌装置包括转盘以及设置在转盘上的呈环型分布的多个反应釜,转盘静止状态下,一个反应釜与烘干烧结装置正对,所述烘干烧结装置包括长条型的炉体以及设置在炉体内部的炉膛。本发明通过搅拌装置将物料快速搅拌,得到的混料通过传送带直接输送到烘干烧结装置进行烘干烧结,以自动化的方式提高材料制备的可重复性,减少人为因素造成的重复性差的问题,且设备生产简单,成本低,运行方便。

Description

一种锂离子电极材料碳包覆连续装置
技术领域
本发明涉及机械制造领域,特别涉及一种锂离子电极材料碳包覆连续装置。
背景技术
近年来,锂离子电池在能量密度,倍率性能等方面取得了极大的进步,从而逐渐占据了便携式电子设备的消费市场,并且被认为是最有希望成为电动汽车、混合动力汽车的首选电源体系。而锂离子电极材料在制备过程中需要经过混料,搅拌,烧结,研磨多道工序,现有的技术中,是采用人工将各个工序分开操作,成本高,重复性差,从而导致下游的电池性能差异大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种锂离子电极材料碳包覆连续装置以自动化的方式提高材料制备的可重复性,减少人为因素造成的重复性差的问题。
为解决上述问题,本发明提供以下技术方案:
一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,包括搅拌装置和烘干烧结装置,所搅拌装置包括转盘以及设置在转盘上的呈环型分布的多个反应釜,转盘静止状态下,一个反应釜与烘干烧结装置正对,所述烘干烧结装置包括长条型的炉体以及设置在炉体内部的炉膛,所述炉膛的左右两端分别设有进料口和出料口,所述炉膛内设有传送带,所述炉膛内延进料口至出料口方向依次设有干燥区、高温区和冷却区。
进一步的,所述反应釜还包括还釜体、釜盖、物料管、入水管和出料管;所述釜盖固定于釜体上,釜盖上设有电机,电机的传动轴穿过釜盖伸入到釜体内,电机的传动轴上设有搅拌叶片,所述入料管和水水管均设置在釜盖上,其管口朝上,所述出料管设置在釜体的侧壁上,其管口朝下。
进一步的,所述出料管上设有电磁阀。
进一步的,所述炉膛的高温区设有电炉丝。
进一步的,所述炉体还包括有有水管,所述水管的前后两段设置在炉体内部,水管的中间段设置在炉体外部且与炉体的外壁贴合,所述水管的进水口设置在冷却区旁侧,所述水管的出水口设置在干燥区旁侧。
进一步的,所述高温区内按照温度划分有多段区间。
进一步的,所述传送带的一端设置于转盘静止状态下的一个反应釜的出料管下方,另一端向出料口方向向外伸出并且其下方设置有自动出料研磨机。
进一步的,所述炉体为对称式结构。
有益效果:本发明的一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,通过搅拌装置将物料快速搅拌,得到的混料通过传送带直接输送到烘干烧结装置进行烘干烧结,烘干烧结完成后掉落至自动出料研磨机上进行研磨,以自动化的方式提高材料制备的可重复性,减少人为因素造成的重复性差的问题,且设备生产简单,成本低,运行方便。
附图说明
图1为本发明立体机构示意图,
图2为本发明搅拌装置立体结构示意图,
图3为本发明烘干烧结装置立体结构示意图。
附图标记说明:搅拌装置1,转盘11,烘干烧结装置2,炉体21,水管22,传送带23,进料口2a,出料口2b,干燥区2c,高温区2d,冷却区2e,反应釜3,物料管31,入水管32,出料管33,电磁阀331,自动出料研磨机4。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例,对本发明的具体实施例做进一步详细描述:
参照图1至图3的一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,包括搅拌装置1和烘干烧结装置2,所搅拌装置1包括转盘11以及设置在转盘11上的呈环型分布的多个反应釜3,转盘11静止状态下,一个反应釜3与烘干烧结装置2正对,所述烘干烧结装置2包括长条型的炉体21以及设置在炉体21内部的炉膛,所述炉膛的左右两端分别设有进料口2a和出料口2b,所述炉膛内设有传送带23,所述炉膛内延进料口2a至出料口2b方向依次设有干燥区2c、高温区2d和冷却区2e。
所述反应釜3还包括还釜体、釜盖、物料管31、入水管32和出料管33;所述釜盖固定于釜体上,釜盖上设有电机,电机的传动轴穿过釜盖伸入到釜体内,电机的传动轴上设有搅拌叶片,所述入料管和水水管22均设置在釜盖上,其管口朝上,所述出料管33设置在釜体的侧壁上,其管口朝下。
所述出料管33上设有电磁阀331。
所述炉膛的高温区2d设有电炉丝。
所述炉体21还包括有有水管22,所述水管22的前后两段设置在炉体21内部,水管22的中间段设置在炉体21外部且与炉体21的外壁贴合,所述水管22的进水口设置在冷却区2e旁侧,所述水管22的出水口设置在干燥区2c旁侧。
所述高温区2d内按照温度划分有多段区间。
所述传送带23的一端设置于转盘11静止状态下的一个反应釜3的出料管33下方,另一端向出料口2b方向向外伸出并且其下方设置有自动出料研磨机4。
所述炉体为对称式结构。
综上所述:本发明所述的一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,在生产过程中首先将物料通过物料管31加入到反应釜3中,然后反应釜3进行搅拌,搅拌完成后转盘11旋转使反应釜3的出料管33移动到传送带23的正上方,随后传送带23将搅拌后得到的混料向烘干烧结装置2内运送;
混料从炉体21的进料口2a进入顺着炉膛从出料口2b出来,在传送带23的运送过程中,依次经过干燥区2c、高温区2d和冷却区2e,所述炉膛高温区2d设置的电炉丝在高温区2d形成最大900℃的高温区2d域,且高温区2d根据材料的烧结顺序分为了多段温度不同的区间;炉体21所包括的水管22,其前后两段设置在炉体21内部,也就是干燥区2c和冷却区2e内部,水管22的中段设置在炉体21外部,也就是高温区2d的外部,防止水管22在高温环境内损坏,通水后,水流首先经过冷却区2e降低冷却区2e炉膛的温度,后通过高温区2d,利用高温区2d的炉体21外壁散热将水加热,当加热的后流向干燥区2c后将干燥区2c部分的炉膛内的干燥粉体加热,使干燥区2c内的温度升高至低于高温区2d的温度,干燥区2c部分的炉膛内温度为80~150℃;混料在干燥区2c在80~150℃的温度下烘干后,得到粗品,粗品经过高温区2d,在高温的情况下焙烧,并经过冷却区2e最终出炉得到材料,冷却区2e是为了防止出炉过程中的材料的氧化,并且炉膛内采用惰性气氛保护,保证材料中碳的含量,最终材料运延出料口2b运输出炉体21外,并掉落至传送带23下方的自动出料研磨机4内,经研磨后最终得到碳包覆的锂电池改性负极材料。
在大规模生产过程中,将多种物料直接混合搅拌,得到的混料可以直接烘干烧结,以自动化的方式提高材料制备的可重复性,减少人为因素造成的误差,与球磨法相比减少了后期的球料分离过程。并且在加热处理中提高材料之间的结合,制备简单,成本低廉,且材料的倍率性能显著提高。设备生产简单,运行方便。
而在生产过程中,粗品在的高温下需要进行0.5~3个小时的焙烧,因此所述传送带23是间歇运作,出料管33上设有电磁阀331,控制搅拌后物料的缓慢出料。
也因为粗品需要经过0.5~3个小时的焙烧,所以本发明设置有多个反应釜3,相比与单个的反应釜3,在搅拌过程中需要停机等待。最佳为设置三个反应釜3,将三个反应釜3放置在转盘11上,进料,搅拌,出料,清洗可以同时进行,保证后续干燥烧结过程的连续性,且不需要停机等待;具体的为三个反应釜3均可以直接与烘干烧结装置2直接连接,通过转盘11旋转改变反应釜3的位置,即第一反应釜在通过物料管31进料的同时,第二反应釜正在搅拌,而第三反应釜正在出料中,此时第三反应釜的出料管33正对传送带23,当第三反应釜完成出料后,第二反应釜搅拌完成,转盘11旋转使第二反应釜移动到烘干烧结装置2的旁侧,而第三反应釜则首先通过入水管32加水对其进行清洗,随后再通过物料管31进料。
且本发明的炉体21采用对称式的结构,利用高温区2d的烧结余热对物料进行干燥,减少能源的消耗。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作出任何限制,故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,其特征在于:包括搅拌装置(1)和烘干烧结装置(2),所搅拌装置(1)包括转盘(11)以及设置在转盘(11)上的呈环型分布的多个反应釜(3),转盘(11)静止状态下,一个反应釜(3)与烘干烧结装置(2)正对,所述烘干烧结装置(2)包括长条型的炉体(21)以及设置在炉体(21)内部的炉膛,所述炉膛的左右两端分别设有进料口(2a)和出料口(2b),所述炉膛内设有传送带(23),所述炉膛内延进料口(2a)至出料口(2b)方向依次设有干燥区(2c)、高温区(2d)和冷却区(2e)。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,其特征在于:所述反应釜(3)还包括还釜体、釜盖、物料管(31)、入水管(32)和出料管(33);所述釜盖固定于釜体上,釜盖上设有电机,电机的传动轴穿过釜盖伸入到釜体内,电机的传动轴上设有搅拌叶片,所述入料管和水水管(22)均设置在釜盖上,其管口朝上,所述出料管(33)设置在釜体的侧壁上,其管口朝下。
3.根据权利要求2所述的一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,其特征在于:所述出料管(33)上设有电磁阀(331)。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,其特征在于:所述炉膛的高温区(2d)设有电炉丝。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,其特征在于:所述炉体(21)还包括有有水管(22),所述水管(22)的前后两段设置在炉体(21)内部,水管(22)的中间段设置在炉体(21)外部且与炉体(21)的外壁贴合,所述水管(22)的进水口设置在冷却区(2e)旁侧,所述水管(22)的出水口设置在干燥区(2c)旁侧。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,其特征在于:所述高温区(2d)内按照温度划分有多段区间。
7.根据权利要求2所述的一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,其特征在于:所述传送带(23)的一端设置于转盘(11)静止状态下的一个反应釜(3)的出料管(33)下方,另一端向出料口(2b)方向向外伸出并且其下方设置有自动出料研磨机(4)。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电极材料碳包覆连续装置,其特征在于:所述炉体(21)为对称式结构。
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