CN109360958A - 一种硅碳负极材料制备方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅碳负极材料制备方法及装置，包括粉碎箱、螺旋输送机、从动砂轮、制备箱、第一电机和储料箱，所述粉碎箱为内侧开设有空腔的长方体箱状结构，所述制备箱为多组钢板焊接围成的长方体箱状结构，所述制备箱内部包括由制备箱内壁顶端向下依次排列设置的第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室、第二腔室和第三腔室之间均通过分隔板隔开，所述粉碎箱顶端开设有进料口，所述粉碎箱内部上端安装有转臂，所述转臂一端转动连接粉碎箱的内壁，另一端伸出粉碎箱的外端与连接轴固定连接。该硅碳负极材料制备方法及装置，结构合理，具有使用方便，实用性高，生产质量好等特点，可广泛使用。

Description

一种硅碳负极材料制备方法及装置

技术领域

本发明属于硅碳负极材料制备技术领域，具体涉及一种硅碳负极材料制备方法及装置。

背景技术

近年来，随着动力电池市场急速增长，带动上游材料领域快速发展，同时也对负极材料性能提出了更高的要求，石墨类技术路线已渐渐不能满足高比容量的要求，不少负极材料生产企业开始调整自身的战略方向，加大对新型负极材料布局，其中硅系负极备受瞩目，硅碳负极的包覆结构是在活性物质硅表面包覆碳层，缓解硅的体积效应，增强其导电性，根据包覆结构和硅颗粒形貌，包覆结构可分为核壳型、蛋黄-壳型以及多孔型。

现有的硅碳负极制作，工艺麻烦，现有技术中对于碳材质的把手不严格，再碳材质在粉碎研磨不合格时，影响硅碳负极制作的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅碳负极材料制备方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硅碳负极材料制备方法及装置，包括粉碎箱、螺旋输送机、从动砂轮、制备箱、第一电机和储料箱，所述粉碎箱为内侧开设有空腔的长方体箱状结构，所述制备箱为多组钢板焊接围成的长方体箱状结构，所述制备箱内部包括由制备箱内壁顶端向下依次排列设置的第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室、第二腔室和第三腔室之间均通过分隔板隔开，所述粉碎箱顶端开设有进料口，所述粉碎箱内部上端安装有转臂，所述转臂一端转动连接粉碎箱的内壁，另一端伸出粉碎箱的外端与连接轴固定连接，所述转臂为圆柱体结构，且转臂的外壁上以转臂的中心为圆心呈环形阵列分布设置有多组，所述转臂的下侧安装有筛网，所述筛网为水平设置的矩形结构，且四周边壁上一体构造有多组滑块，所述粉碎箱内壁与筛网位置对齐处固定设置有四组将筛网四周包围的固定板，所述固定板上竖直开设有滑槽，所述滑块沿滑槽滑动，所述滑槽内部安装有伸缩气缸，且伸缩气缸与滑块底端面固定连接，所述筛网下端固定安装有研磨箱，所述研磨箱底端设置有收料箱，所述收料箱通过螺旋输送机连接制备箱。

优选的，所述研磨箱内侧开设有空腔，且空腔内部放置有第二电机，所述第二电机的输出轴固定连接有两组固定轴，且固定轴上套设有皮带，所述皮带共设置有两组，且皮带均连接主动砂轮，所述主动砂轮对称设置在研磨箱的两侧，所述主动砂轮一侧伸出研磨箱，另一侧伸入至研磨箱内部。

优选的，所述研磨箱顶端对称设置有两组倾斜板，两组所述倾斜板呈等腰三角形分布设置，所述粉碎箱内部与主动砂轮平齐的一面上固定焊接有连接板，所述连接板上转动连接有从动砂轮，所述从动砂轮与主动砂轮位置平齐。

优选的，所述收料箱固定设置在粉碎箱的内部底端，所述收料箱的四周顶端均设置有挡板，所述收料箱底端与螺旋输送机连接，且螺旋输送机为倾斜设置，另一端与制备箱顶端的竖管连通，且竖管上安装有阀门。

优选的，所述制备箱底端焊接有支腿，所述第一腔室、第二腔室和第三腔室上均开设有通气孔。

优选的，所述分隔板为长方体结构，且内部滑动连接有滑板，所述滑板与分隔板的板壁上均开设有通孔。

优选的，所述制备箱底端设置有连接管，且连接管与储料箱连通，所述储料箱固定焊接在支腿内部，所述储料箱的外壁上设置有风扇。

优选的，所述连接轴一端固定连接从动轮，所述从动轮外端套设有传送带，所述传送带另一端套设在主动轮上，所述主动轮与第一电机的输出轴固定连接。

一种权利要求所述的硅碳负极材料制备装置的制备方法，其特征在于，包括以下过程：

S1、首先将碳材质由进料口倒入，由转臂带动进行初步粉碎，转臂由第一电机带动，初步粉碎后的碳材质落入筛网上，由伸缩气缸带动筛网进行往复运动，将筛网上的碳材质抖落，且碳材质沿着倾斜板滑落至研磨箱处；

S2、此时打开第二电机，由第二电机带动主动砂轮转动，主动砂轮与从动砂轮配合，将碳材质研磨，研磨后的碳材质落入收料箱内部，并由螺旋输送机输送至制备箱内部；

S3、第一腔室、第二腔室和第三腔室内部均设置有电热丝，将第一腔室温度提升至-摄氏度，第二腔室温度提升至-摄氏度，将第三腔室温度提升至-摄氏度，通过通气孔将硅烷气体通入至第一腔室内部，将聚乙烯气体通入至第二腔室内部；

S4、打开阀门，碳材料落入第一腔室内部包裹硅烷，移动滑板，碳材料通过第二腔室包裹聚乙烯，通过第三腔室将聚乙烯碳化，得到包覆结构的硅碳负极材料，硅碳负极材料落入储料箱内部，打开风扇进行冷却，最后由储料箱取出。

本发明的技术效果和优点：该硅碳负极材料制备方法及装置，通过转臂将碳材料进行初步的搅碎，再由筛网进行筛落，将碳材料均匀的抖落至下一步工序，有效提升对于碳材料的研磨粉碎质量，增加了硅碳负极制作的质量，硅碳负极材料通过制备箱进行包裹成型，整体操作便利，效率高，该硅碳负极材料制备方法及装置，结构合理，具有使用方便，实用性高，生产质量好等特点，可广泛使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的图1中A处放大结构示意图；

图3为本发明的固定板结构示意图；

图4为本发明的筛网结构示意图；

图5为本发明的储料箱结构示意图；

图6为本发明的分隔板结构示意图；

图7为本发明的研磨箱结构示意图。

图中：1固定板、2进料口、3粉碎箱、4连接板、5从动砂轮、6挡板、7收料箱、8研磨箱、9倾斜板、10转臂、11筛网、12螺旋输送机、13第二腔室、14通气孔、15第一腔室、16第三腔室、17连接管、18储料箱、19支腿、20分隔板、21制备箱、22阀门、23竖管、24主动轮、25传动带、26从动轮、27连接轴、28第一电机、29滑槽、30滑块、31风扇、32滑板、33通孔、34第二电机、35主动砂轮、36皮带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-7所示的一种硅碳负极材料制备方法及装置，包括粉碎箱3、螺旋输送机12、从动砂轮5、制备箱21、第一电机28和储料箱18，所述粉碎箱3为内侧开设有空腔的长方体箱状结构，所述制备箱21为多组钢板焊接围成的长方体箱状结构，所述制备箱21内部包括由制备箱21内壁顶端向下依次排列设置的第一腔室15、第二腔室13和第三腔室16，所述第一腔室15、第二腔室13和第三腔室16之间均通过分隔板20隔开，所述粉碎箱3顶端开设有进料口2，所述粉碎箱3内部上端安装有转臂10，所述转臂10一端转动连接粉碎箱3的内壁，另一端伸出粉碎箱3的外端与连接轴27固定连接，所述转臂10为圆柱体结构，且转臂10的外壁上以转臂10的中心为圆心呈环形阵列分布设置有多组，所述转臂10的下侧安装有筛网11，所述筛网11为水平设置的矩形结构，且四周边壁上一体构造有多组滑块30，所述粉碎箱3内壁与筛网11位置对齐处固定设置有四组将筛网11四周包围的固定板1，所述固定板1上竖直开设有滑槽29，所述滑块30沿滑槽29滑动，所述滑槽29内部安装有伸缩气缸，且伸缩气缸与滑块30底端面固定连接，所述筛网11下端固定安装有研磨箱8，所述研磨箱8底端设置有收料箱7，所述收料箱7通过螺旋输送机12连接制备箱21。

具体的，所述研磨箱8内侧开设有空腔，且空腔内部放置有第二电机34，所述第二电机34的输出轴固定连接有两组固定轴，且固定轴上套设有皮带36，所述皮带36共设置有两组，且皮带36均连接主动砂轮35，所述主动砂轮35对称设置在研磨箱8的两侧，所述主动砂轮35一侧伸出研磨箱8，另一侧伸入至研磨箱8内部。

具体的，所述研磨箱8顶端对称设置有两组倾斜板9，两组所述倾斜板9呈等腰三角形分布设置，所述粉碎箱3内部与主动砂轮35平齐的一面上固定焊接有连接板4，所述连接板4上转动连接有从动砂轮5，所述从动砂轮5与主动砂轮35位置平齐。

具体的，所述收料箱7固定设置在粉碎箱3的内部底端，所述收料箱7的四周顶端均设置有挡板6，所述收料箱7底端与螺旋输送机12连接，且螺旋输送机12为倾斜设置，另一端与制备箱21顶端的竖管23连通，且竖管23上安装有阀门22。

具体的，所述制备箱21底端焊接有支腿19，所述第一腔室15、第二腔室13和第三腔室16上均开设有通气孔14。

具体的，所述分隔板20为长方体结构，且内部滑动连接有滑板32，所述滑板32与分隔板20的板壁上均开设有通孔33。

具体的，所述制备箱21底端设置有连接管17，且连接管17与储料箱18连通，所述储料箱18固定焊接在支腿19内部，所述储料箱18的外壁上设置有风扇31。

具体的，所述连接轴27一端固定连接从动轮26，所述从动轮26外端套设有传送带25，所述传送带25另一端套设在主动轮24上，所述主动轮24与第一电机28的输出轴固定连接。

一种权利要求1所述的硅碳负极材料制备装置的制备方法，其特征在于，包括以下过程：

S1、首先将碳材质由进料口2倒入，由转臂10带动进行初步粉碎，转臂10由第一电机28带动，初步粉碎后的碳材质落入筛网11上，由伸缩气缸带动筛网11进行往复运动，将筛网11上的碳材质抖落，且碳材质沿着倾斜板9滑落至研磨箱8处，倾斜板9的底端与研磨箱8的上表面边壁固定连接，避免碳材料残留在研磨箱8的上表面无法进入下一步工序；

S2、此时打开第二电机34，由第二电机34带动主动砂轮35转动，主动砂轮35与从动砂轮5配合，将碳材质研磨，研磨后的碳材质落入收料箱7内部，并由螺旋输送机12输送至制备箱21内部，螺旋输送机12是现有技术领域产品，可有驱动电机带动工作，这里螺旋输送机12为倾斜设置，螺旋输送机12的进料孔与收料箱7的出料口连通；

S3、第一腔室15、第二腔室13和第三腔室16内部均设置有电热丝，将第一腔室15温度提升至25-40摄氏度，第二腔室13温度提升至350-450摄氏度，将第三腔室16温度提升至600-700摄氏度，通过通气孔14将硅烷气体通入至第一腔室15内部，将聚乙烯气体通入至第二腔室13内部，通气孔14最后将废气体排出；

S4、打开阀门22，碳材料落入第一腔室15内部包裹硅烷，移动滑板32，碳材料通过第二腔室13包裹聚乙烯，通过第三腔室16将聚乙烯碳化，得到包覆结构的硅碳负极材料，硅碳负极材料落入储料箱18内部，打开风扇31进行冷却，最后由储料箱18取出，储料箱18为双层设置，风扇31在外壳部，硅碳负极材料在最内层。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种硅碳负极材料制备装置，包括粉碎箱（3）、螺旋输送机（12）、从动砂轮（5）、制备箱（21）、第一电机（28）和储料箱（18），其特征在于：所述粉碎箱（3）为内侧开设有空腔的长方体箱状结构，所述制备箱（21）为多组钢板焊接围成的长方体箱状结构，所述制备箱（21）内部包括由制备箱（21）内壁顶端向下依次排列设置的第一腔室（15）、第二腔室（13）和第三腔室（16），所述第一腔室（15）、第二腔室（13）和第三腔室（16）之间均通过分隔板（20）隔开，所述粉碎箱（3）顶端开设有进料口（2），所述粉碎箱（3）内部上端安装有转臂（10），所述转臂（10）一端转动连接粉碎箱（3）的内壁，另一端伸出粉碎箱（3）的外端与连接轴（27）固定连接，所述转臂（10）为圆柱体结构，且转臂（10）的外壁上以转臂（10）的中心为圆心呈环形阵列分布设置有多组，所述转臂（10）的下侧安装有筛网（11），所述筛网（11）为水平设置的矩形结构，且四周边壁上一体构造有多组滑块（30），所述粉碎箱（3）内壁与筛网（11）位置对齐处固定设置有四组将筛网（11）四周包围的固定板（1），所述固定板（1）上竖直开设有滑槽（29），所述滑块（30）沿滑槽（29）滑动，所述滑槽（29）内部安装有伸缩气缸，且伸缩气缸与滑块（30）底端面固定连接，所述筛网（11）下端固定安装有研磨箱（8），所述研磨箱（8）底端设置有收料箱（7），所述收料箱（7）通过螺旋输送机（12）连接制备箱（21）。

2.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料制备装置，其特征在于：所述研磨箱（8）内侧开设有空腔，且空腔内部放置有第二电机（34），所述第二电机（34）的输出轴固定连接有两组固定轴，且固定轴上套设有皮带（36），所述皮带（36）共设置有两组，且皮带（36）均连接主动砂轮（35），所述主动砂轮（35）对称设置在研磨箱（8）的两侧，所述主动砂轮（35）一侧伸出研磨箱（8），另一侧伸入至研磨箱（8）内部。

3.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料制备装置，其特征在于：所述研磨箱（8）顶端对称设置有两组倾斜板（9），两组所述倾斜板（9）呈等腰三角形分布设置，所述粉碎箱（3）内部与主动砂轮（35）平齐的一面上固定焊接有连接板（4），所述连接板（4）上转动连接有从动砂轮（5），所述从动砂轮（5）与主动砂轮（35）位置平齐。

4.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料制备装置，其特征在于：所述收料箱（7）固定设置在粉碎箱（3）的内部底端，所述收料箱（7）的四周顶端均设置有挡板（6），所述收料箱（7）底端与螺旋输送机（12）连接，且螺旋输送机（12）为倾斜设置，另一端与制备箱（21）顶端的竖管（23）连通，且竖管（23）上安装有阀门（22）。

5.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料制备装置，其特征在于：所述制备箱（21）底端焊接有支腿（19），所述第一腔室（15）、第二腔室（13）和第三腔室（16）上均开设有通气孔（14）。

6.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料制备装置，其特征在于：所述分隔板（20）为长方体结构，且内部滑动连接有滑板（32），所述滑板（32）与分隔板（20）的板壁上均开设有通孔（33）。

7.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料制备装置，其特征在于：所述制备箱（21）底端设置有连接管（17），且连接管（17）与储料箱（18）连通，所述储料箱（18）固定焊接在支腿（19）内部，所述储料箱（18）的外壁上设置有风扇（31）。

8.根据权利要求1所述的一种硅碳负极材料制备装置，其特征在于：所述连接轴（27）一端固定连接从动轮（26），所述从动轮（26）外端套设有传送带（25），所述传送带（25）另一端套设在主动轮（24）上，所述主动轮（24）与第一电机（28）的输出轴固定连接。

9.一种权利要求1所述的硅碳负极材料制备装置的制备方法，其特征在于，包括以下过程：

S1、首先将碳材质由进料口（2）倒入，由转臂（10）带动进行初步粉碎，转臂（10）由第一电机（28）带动，初步粉碎后的碳材质落入筛网（11）上，由伸缩气缸带动筛网（11）进行往复运动，将筛网（11）上的碳材质抖落，且碳材质沿着倾斜板（9）滑落至研磨箱（8）处；

S2、此时打开第二电机（34），由第二电机（34）带动主动砂轮（35）转动，主动砂轮（35）与从动砂轮（5）配合，将碳材质研磨，研磨后的碳材质落入收料箱（7）内部，并由螺旋输送机（12）输送至制备箱（21）内部；

S3、第一腔室（15）、第二腔室（13）和第三腔室（16）内部均设置有电热丝，将第一腔室（15）温度提升至25-40摄氏度，第二腔室（13）温度提升至350-450摄氏度，将第三腔室（16）温度提升至600-700摄氏度，通过通气孔（14）将硅烷气体通入至第一腔室（15）内部，将聚乙烯气体通入至第二腔室（13）内部；

S4、打开阀门（22），碳材料落入第一腔室（15）内部包裹硅烷，移动滑板（32），碳材料通过第二腔室（13）包裹聚乙烯，通过第三腔室（16）将聚乙烯碳化，得到包覆结构的硅碳负极材料，硅碳负极材料落入储料箱（18）内部，打开风扇（31）进行冷却，最后由储料箱（18）取出。