CN109046053A - 一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，包括底板和固定安装在所述底板上端的立柱，所述立柱上端竖直固定安装有搅拌电机，所述搅拌电机上端输出轴上固定安装有主动齿轮。有益效果在于：本发明所述的一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置能够实现连续混合生产第一中间产物，生产速度快，效率高，有效节省生产时间，实用性好。
Description
技术领域
本发明涉及硅碳负极材料生产领域，具体涉及一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置。
背景技术
负极材料是锂离子电池的重要组成部分，它直接影响着电池的能量密度、循环寿命和安全性能等关键指标。随着新能源汽车在实际应用中对续航里程要求的不断提高，动力电池相关材料也向着提供更高能量密度的方向发展。传统锂离子电池的石墨负极已经无法满足现有需求，高能量密度负极材料成为企业追逐的新热点。硅碳负极材料由于具有丰富的储量和超高的理论比容量正逐渐成为电池企业和锂电材料商改善负极的最优先选择，是最具潜力的下一代锂离子电池负极材料之一。
目前，在硅碳负极材料生产过程中，对硅碳负极材料的制备一般先称取一定质量的纳米硅和一定质量的石墨分散于有机碳前驱体的水溶液或有机溶液中，然后经过搅拌、干燥，得到第一中间产物。由于现有的混合、搅拌、干燥装置都是分开布置的，因此，整个第一中间产物的生产时间比较长，其中相当一部分时间都是浪费在液体的输送环节，而且当混合溶液搅拌均匀后，混合必须停止，然后将混合溶液进行蒸发干燥，直到干燥完毕并移走第一中间产物后，才能进行新的混合液的配制搅拌，否则，搅拌完毕的纳米硅和石墨的混合液长时间放置后容易静置沉淀，导致排液时需要重新搅拌一段时间，这无疑十分浪费生产时间，而不能连续混合搅拌使得第一中间产物的生产速度较慢。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，以解决现有技术中传统的硅碳负极材料生产用搅拌干燥装置无法实现连续混合生产第一中间产物，生产速度慢，效率低，浪费时间严重等问题。本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案能够实现连续混合生产第一中间产物，生产速度快，效率高，有效节省生产时间，实用性好等技术效果，详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，包括底板和固定安装在所述底板上端的立柱，所述立柱上端竖直固定安装有搅拌电机，所述搅拌电机上端输出轴上固定安装有主动齿轮；
所述立柱侧面中部固定安装有支撑板和驱动电机，所述驱动电机上端输出轴上固定安装有驱动齿轮；所述支撑板上表面通过推力球轴承滚动安装有安装环，所述安装环内侧面固定安装有与所述驱动齿轮啮合连接的内齿圈；所述安装环上表面固定安装有多个蒸发干燥筒，每个所述蒸发干燥筒的内壁上均固定安装有保持架和多个电加热圈，所述保持架上滚动安装有搅拌轴，所述搅拌轴上端固定安装有与所述主动齿轮啮合连接的从动齿轮；每个所述蒸发干燥筒的外壁下端均安装有排出管，多个所述排出管的正下方布置有收料槽，所述收料槽通过安装杆与所述立柱固定连接，所述收料槽侧面下端开设有出料口；
所述立柱侧面下端固定安装有支撑杆，所述支撑杆上端固定安装有混合搅拌球，所述混合搅拌球下端安装有管口位于所述蒸发干燥筒正上方的出料管；所述混合搅拌球侧面固定安装有混料电机；所述混合搅拌球上端固定安装有多个进料管，每根所述进料管的上端固定安装有储料球；所述进料管、所述出料管以及所述排出管上均安装有控制阀；所述混合搅拌球内设置有一端与所述混料电机固定连接的混合轴，所述混合轴表面布满混合桨叶。
作为优选，所述收料槽的槽底为斜面；
其中，所述出料口位于所述斜面的最低点。
作为优选，所述储料球上端开口并安装有上料斗。
作为优选，多条所述混合桨叶的长短各不相同，且呈球状分布。
作为优选，所述混合搅拌球上端安装有与所述混合搅拌球内部连通的通气管。
作为优选，多个所述蒸发干燥筒以所述立柱为中心呈中心对称分布。
作为优选，多个所述电加热圈自上而下均匀分布在所述蒸发干燥筒内壁上。
上述一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，使用时，先将有机碳前驱体的水溶液或有机溶液、纳米硅以及石墨分别装入三个所述储料球内，然后启动所述混料电机，通过所述混料电机带动所述混合轴和所述混合桨叶旋转，之后，打开所述进料管上的所述控制阀，所述储料球内的有机碳前驱体的水溶液或有机溶液、纳米硅以及石墨通过所述进料管进入所述混合搅拌球内并被所述搅拌浆叶搅拌混合，搅拌一段时间后，混合溶液搅拌均匀，此时，打开所述出料管上的所述控制阀，混合溶液经所述出料管落到所述蒸发干燥筒内，此时，可启动所述搅拌电机转动通过所述主动齿轮和所述从动齿轮带动所述搅拌轴旋转搅拌混合溶液，同时接通所述电加热圈的电路连接，通过所述电加热圈加热混合溶液配合所述搅拌轴的搅拌来使混合溶液蒸发结晶析出形成第一中间产物，而所述混合搅拌球内的混合溶液全部流出后即可关闭所述出料管，同时打开所述进料管继续进行混合作业，从而实现连续混合，相比传统的硅碳负极材料生产用搅拌干燥装置，无停滞时间，因此能够有效节省生产时间，当所述混合搅拌球内的混合溶液搅拌完毕后，控制所述驱动电机转动通过所述驱动齿轮带动所述内齿圈转动，所述内齿圈转动带动所述安装环和所述蒸发干燥筒旋转将正在进行蒸发干燥的所述蒸发干燥筒从所述出料管的正下方移走，直至与该盛装有混合溶液的所述蒸发干燥筒相邻的所述蒸发干燥筒移动至所述出料管正下方为止，然后打开所述出料管将混合溶液倒入该所述蒸发干燥筒内（由于混合溶液蒸发干燥时所需的时间比混合溶液混合均匀所需的时间长，因此在新的混合均匀的混合溶液生成之前，需要提前将空的所述蒸发干燥筒旋转至所述出料管的正下方，即便能够及时盛接混合溶液），由于在所述安装环上布置有多个所述蒸发干燥筒，因此当最后一个空的所述蒸发干燥筒装入混合溶液后，最先装有混合溶液的那个所述蒸发干燥筒早已蒸发干燥完毕，当混合溶液干燥完成后，打开所述排出管，所述蒸发干燥筒内的第一中间产物便流出落到所述收料槽内，之后从所述出料口流出，因此，在最后一个空的所述蒸发干燥筒装入混合溶液后，最先装有混合溶液的那个所述蒸发干燥筒内的第一中间产物也已经排净，因此能够及时在所述驱动电机的带动下旋转至所述出料管下端第二次盛装所述混合搅拌球内的混合均匀的混合溶液，故所述混合搅拌球能够不间断的进行混合搅拌作业，而且整个第一中间产物的生产速度和效率均显著提高。
有益效果在于：本发明所述的一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置能够实现连续混合生产第一中间产物，生产速度快，效率高，有效节省生产时间，实用性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的图1的内部结构图；
图3是本发明的图1的局部放大图；
图4是本发明的图2的第一个局部放大图；
图5是本发明的图2的第二个局部放大图；
图6是本发明的蒸发干燥筒去掉搅拌轴的俯视图的放大图。
附图标记说明如下：
1、底板；2、立柱；3、支撑杆；4、收料槽；5、安装杆；6、出料口；7、混合搅拌球；8、混料电机；9、进料管；10、储料球；11、上料斗；12、控制阀；13、通气管；14、混合轴；15、混合桨叶；16、出料管；17、支撑板；18、推力球轴承；19、安装环；20、蒸发干燥筒；21、排出管；22、电加热圈；23、保持架；24、搅拌轴；25、从动齿轮；26、主动齿轮；27、搅拌电机；28、内齿圈；29、驱动齿轮；30、驱动电机。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1-图6所示，本发明提供的一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，包括底板1和固定安装在底板1上端的立柱2，立柱2用于支撑固定整个搅拌干燥装置，立柱2上端竖直固定安装有搅拌电机27，搅拌电机27用于带动搅拌轴24旋转搅拌蒸发干燥筒20内的混合溶液，加速混合溶液蒸发析出形成干燥的第一中间产物，搅拌电机27上端输出轴上固定安装有主动齿轮26；
立柱2侧面中部固定安装有支撑板17和驱动电机30，支撑板17用于支撑安装安装环19，驱动电机30用于带动拌蒸发干燥筒20绕立柱2旋转，驱动电机30上端输出轴上固定安装有驱动齿轮29；支撑板17上表面通过推力球轴承18滚动安装有安装环19，安装环19用于安装固定多个蒸发干燥筒20，安装环19内侧面固定安装有与驱动齿轮29啮合连接的内齿圈28；安装环19上表面固定安装有多个蒸发干燥筒20，蒸发干燥筒20用于蒸发混合溶液，使之干燥析出形成第一中间产物，每个蒸发干燥筒20的内壁上均固定安装有保持架23和多个电加热圈22，电加热圈22用于加热混合溶液，加速溶液蒸发，保持架23上滚动安装有搅拌轴24，搅拌轴24上端固定安装有与主动齿轮26啮合连接的从动齿轮25；每个蒸发干燥筒20的外壁下端均安装有排出管21，多个排出管21的正下方布置有收料槽4，收料槽4用于接收排出管21流出的第一中间产物，收料槽4通过安装杆5与立柱2固定连接，收料槽4侧面下端开设有出料口6，出料口6用于收料槽4内的第一中间产物流出；
立柱2侧面下端固定安装有支撑杆3，支撑杆3用于支撑固定混合搅拌球7，支撑杆3上端固定安装有混合搅拌球7，混合搅拌球7下端安装有管口位于蒸发干燥筒20正上方的出料管16，出料管16用于排出混合搅拌球7内的混合溶液；混合搅拌球7侧面固定安装有混料电机8，混料电机8用于带动混合轴14转动；混合搅拌球7上端固定安装有多个进料管9，每根进料管9的上端固定安装有储料球10，储料球10用于存储混合原料；进料管9、出料管16以及排出管21上均安装有控制阀12，控制阀12用于控制进料管9、出料管16以及排出管21开启或关闭；混合搅拌球7内设置有一端与混料电机8固定连接的混合轴14，混合轴14表面布满混合桨叶15。
作为可选的实施方式，收料槽4的槽底为斜面；
其中，出料口6位于斜面的最低点，这样设计，使得落入收料槽4内的第一中间产物能够顺利滑到出料口6流出。
储料球10上端开口并安装有上料斗11，上料斗11便于向储料球10内添加待混合的物料。
多条混合桨叶15的长短各不相同，且呈球状分布，这样设计，使得混合桨叶15能够与混合搅拌球7完美配合，保证混合搅拌球7内所有位置均能够被混合桨叶15搅拌到，混合无死角。
混合搅拌球7上端安装有与混合搅拌球7内部连通的通气管13，这样设计，方便混合搅拌球7内的空气排出。
多个蒸发干燥筒20以立柱2为中心呈中心对称分布，这样设计，当驱动电机30转动后能够带动每个蒸发干燥筒20旋转移动到出料管16的正下方，方便蒸发干燥筒20盛接混合搅拌球7内已经混合完毕的混合溶液。
多个电加热圈22自上而下均匀分布在蒸发干燥筒20内壁上，这样设计，使得蒸发干燥筒20内的混合溶液能够均匀受热，从而加快蒸发析出。
上述一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，使用时，先将有机碳前驱体的水溶液或有机溶液、纳米硅以及石墨分别装入三个储料球10内，然后启动混料电机8，通过混料电机8带动混合轴14和混合桨叶15旋转，之后，打开进料管9上的控制阀12，储料球10内的有机碳前驱体的水溶液或有机溶液、纳米硅以及石墨通过进料管9进入混合搅拌球7内并被搅拌浆叶搅拌混合，搅拌一段时间后，混合溶液搅拌均匀，此时，打开出料管16上的控制阀12，混合溶液经出料管16落到蒸发干燥筒20内，此时，可启动搅拌电机27转动通过主动齿轮26和从动齿轮25带动搅拌轴24旋转搅拌混合溶液，同时接通电加热圈22的电路连接，通过电加热圈22加热混合溶液配合搅拌轴24的搅拌来使混合溶液蒸发结晶析出形成第一中间产物，而混合搅拌球7内的混合溶液全部流出后即可关闭出料管16，同时打开进料管9继续进行混合作业，从而实现连续混合，相比传统的硅碳负极材料生产用搅拌干燥装置，无停滞时间，因此能够有效节省生产时间，当混合搅拌球7内的混合溶液搅拌完毕后，控制驱动电机30转动通过驱动齿轮29带动内齿圈28转动，内齿圈28转动带动安装环19和蒸发干燥筒20旋转将正在进行蒸发干燥的蒸发干燥筒20从出料管16的正下方移走，直至与该盛装有混合溶液的蒸发干燥筒20相邻的蒸发干燥筒20移动至出料管16正下方为止，然后打开出料管16将混合溶液倒入该蒸发干燥筒20内（由于混合溶液蒸发干燥时所需的时间比混合溶液混合均匀所需的时间长，因此在新的混合均匀的混合溶液生成之前，需要提前将空的蒸发干燥筒20旋转至出料管16的正下方，即便能够及时盛接混合溶液），由于在安装环19上布置有多个蒸发干燥筒20，因此当最后一个空的蒸发干燥筒20装入混合溶液后，最先装有混合溶液的那个蒸发干燥筒20早已蒸发干燥完毕，当混合溶液干燥完成后，打开排出管21，蒸发干燥筒20内的第一中间产物便流出落到收料槽4内，之后从出料口6流出，因此，在最后一个空的蒸发干燥筒20装入混合溶液后，最先装有混合溶液的那个蒸发干燥筒20内的第一中间产物也已经排净，因此能够及时在驱动电机30的带动下旋转至出料管16下端第二次盛装混合搅拌球7内的混合均匀的混合溶液，故混合搅拌球7能够不间断的进行混合搅拌作业，而且整个第一中间产物的生产速度和效率均显著提高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，包括底板（1）和固定安装在所述底板（1）上端的立柱（2），其特征在于：所述立柱（2）上端竖直固定安装有搅拌电机（27），所述搅拌电机（27）上端输出轴上固定安装有主动齿轮（26）；
所述立柱（2）侧面中部固定安装有支撑板（17）和驱动电机（30），所述驱动电机（30）上端输出轴上固定安装有驱动齿轮（29）；所述支撑板（17）上表面通过推力球轴承（18）滚动安装有安装环（19），所述安装环（19）内侧面固定安装有与所述驱动齿轮（29）啮合连接的内齿圈（28）；所述安装环（19）上表面固定安装有多个蒸发干燥筒（20），每个所述蒸发干燥筒（20）的内壁上均固定安装有保持架（23）和多个电加热圈（22），所述保持架（23）上滚动安装有搅拌轴（24），所述搅拌轴（24）上端固定安装有与所述主动齿轮（26）啮合连接的从动齿轮（25）；每个所述蒸发干燥筒（20）的外壁下端均安装有排出管（21），多个所述排出管（21）的正下方布置有收料槽（4），所述收料槽（4）通过安装杆（5）与所述立柱（2）固定连接，所述收料槽（4）侧面下端开设有出料口（6）；
所述立柱（2）侧面下端固定安装有支撑杆（3），所述支撑杆（3）上端固定安装有混合搅拌球（7），所述混合搅拌球（7）下端安装有管口位于所述蒸发干燥筒（20）正上方的出料管（16）；所述混合搅拌球（7）侧面固定安装有混料电机（8）；所述混合搅拌球（7）上端固定安装有多个进料管（9），每根所述进料管（9）的上端固定安装有储料球（10）；所述进料管（9）、所述出料管（16）以及所述排出管（21）上均安装有控制阀（12）；所述混合搅拌球（7）内设置有一端与所述混料电机（8）固定连接的混合轴（14），所述混合轴（14）表面布满混合桨叶（15）。
2.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，其特征在于：所述收料槽（4）的槽底为斜面；
其中，所述出料口（6）位于所述斜面的最低点。
3.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，其特征在于：所述储料球（10）上端开口并安装有上料斗（11）。
4.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，其特征在于：多条所述混合桨叶（15）的长短各不相同，且呈球状分布。
5.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，其特征在于：所述混合搅拌球（7）上端安装有与所述混合搅拌球（7）内部连通的通气管（13）。
6.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，其特征在于：多个所述蒸发干燥筒（20）以所述立柱（2）为中心呈中心对称分布。
7.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料生产用可连续混合的搅拌干燥装置，其特征在于：多个所述电加热圈（22）自上而下均匀分布在所述蒸发干燥筒（20）内壁上。
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2018
- 2018-07-03 CN CN201810715171.0A patent/CN109046053B/zh active Active
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