CN110707317A - 一种硅碳负极材料制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硅碳负极材料制备装置，涉及电池硅碳负极制备技术领域，该硅碳负极材料制备装置，包括框体，所述框体的内部固定安装有导向柱，所述导向柱的内部通过轴承转动连接有蜗杆，所述蜗杆通过两端的轴承转动连接在导向柱的内部，所述伺服电机通过连接键与蜗杆的右端同心安装，所述蜗杆的右端固定连接有伺服电机，所述蜗杆的外围套接有螺纹套，所述导向柱的前端开设有凹槽，所述螺纹套贯穿凹槽套设在蜗杆的外围，所述连接板位于导向柱的前端。该硅碳负极材料制备装置，通过静电纺丝的原理，将碳粉末与液体硅烷聚合物在强电场中进行喷射纺丝并收集，工序简单且不会氧化，提高了产品质量且适合大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及电池硅碳负极制备技术领域，具体为一种硅碳负极材料制备装置。
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，其中硅碳负极材料备受瞩目，硅碳负极材料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。
其中硅碳负极材料根据其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方法主要是通过将碳粉末浸入液体硅烷中，然后在浸入聚乙烯液体中，最后加热碳化得到，工艺麻烦，且在转移过程中容易被氧化，影响产品质量。
发明内容
本发明提供的发明目的在于提供一种硅碳负极材料制备装置，该硅碳负极材料制备装置，好处是通过静电纺丝的原理，将碳粉末与液体硅烷聚合物在强电场中进行喷射纺丝并收集，工序简单且不会氧化，提高了产品质量且适合大规模生产。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种硅碳负极材料制备装置，包括框体，所述框体的内部固定安装有导向柱，所述导向柱的内部通过轴承转动连接有蜗杆，所述蜗杆通过两端的轴承转动连接在导向柱的内部，所述伺服电机通过连接键与蜗杆的右端同心安装，所述蜗杆的右端固定连接有伺服电机，所述蜗杆的外围套接有螺纹套，所述导向柱的前端开设有凹槽，所述螺纹套贯穿凹槽套设在蜗杆的外围，所述连接板位于导向柱的前端，所述螺纹套的前端固定安装有连接板，所述连接板的前端通过固定支架固定连接有注射器，所述注射器的左端固定连接有水管，所述注射器左端水管的下方固定连接有原料管，所述框体内部导向柱的下方通过轴承转动连接有滚筒接收器，所述滚筒接收器的右端固定连接有小型步进电机，所述框体左侧的内壁设置有高压电源，所述高压电源的正负极通过电线与注射器和滚筒接收器相连接，所述框体内部的底端放置有清洁盘。
优选的，所述注射器包括有隔板、操纵杆、活塞、针头、限位环，所述注射器的内部滑动连接有隔板，所述注射器的顶部滑动连接有操纵杆，所述操纵杆的底端固定安装有活塞，所述注射器的底端活动连接有针头，所述注射器内部隔板的上下两端固定安装有限位环。
优选的，所述水管的连接口位于上端限位环与活塞之间，所述原料管的连接口位于下端限位环与针头之间。
优选的，所述滚筒接收器为金属材质，且右侧通过电线接地。
本发明提供了一种硅碳负极材料制备装置。具备以下有益效果：
1、该硅碳负极材料制备装置，通过将碳粉末与液体硅烷聚合物的液滴匀速的置于强电场中，利用静电纺丝原理，液滴会由球形变为圆锥形，并从针头的尖端延展得到纤维细丝，再通过接地的滚筒接收器进行缠绕收集，工序简单且不会氧化，提高了产品质量且适合大规模生产。
2、该硅碳负极材料制备装置，通过注射器内利用隔板将空腔分为上下两部分，且分别通入水溶液和原材料，使注射器内的溶液含量保持一致，从而使针头处的原料所受压强保持一致，能够在针头的下开口处匀速的产生液滴，使得产生的纤维细丝更加的均匀，从而提高了产品的质量。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明注射器安装结构的侧视图；
图3为本发明注射器结构的剖视图。
图中：1框体、2导向柱、3轴承、4蜗杆、5伺服电机、6螺纹套、7连接板、8固定支架、9注射器、91隔板、92操纵杆、93活塞、94针头、95限位环、10水管、11原料管、12滚筒接收器、13小型步进电机、14高压电源、15电线、16清洁盘。
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。
该硅碳负极材料制备装置的实施例如下：
请参阅图1-3，框体1的内部固定安装有导向柱2，导向柱2的内部通过轴承3转动连接有蜗杆4，蜗杆4通过两端的轴承3转动连接在导向柱2的内部，伺服电机5通过连接键与蜗杆4的右端同心安装，蜗杆4的右端固定连接有伺服电机5，蜗杆4的外围套接有螺纹套6，导向柱2的前端开设有凹槽，螺纹套6贯穿凹槽套设在蜗杆4的外围，连接板7位于导向柱2的前端，螺纹套6的前端固定安装有连接板7，连接板7的前端通过固定支架8固定连接有注射器9，注射器9的左端固定连接有水管10，注射器9左端水管10的下方固定连接有原料管11，框体1内部导向柱2的下方通过轴承3转动连接有滚筒接收器12，滚筒接收器12为金属材质，且右侧通过电线15接地，滚筒接收器12的右端固定连接有小型步进电机13，框体1左侧的内壁设置有高压电源14，高压电源14的正负极通过电线15与注射器9和滚筒接收器12相连接，框体1内部的底端放置有清洁盘16，通过将碳粉末与液体硅烷聚合物的液滴匀速的置于强电场中，利用静电纺丝原理，液滴会由球形变为圆锥形，并从针头94的尖端延展得到纤维细丝，再通过接地的滚筒接收器12进行缠绕收集，工序简单且不会氧化，提高了产品质量且适合大规模生产。
注射器9包括有隔板91、操纵杆92、活塞93、针头94、限位环95，注射器9的内部滑动连接有隔板91，注射器9的顶部滑动连接有操纵杆92，操纵杆92的底端固定安装有活塞93，注射器9的底端活动连接有针头94，注射器9内部隔板91的上下两端固定安装有限位环95，水管10的连接口位于上端限位环95与活塞93之间，原料管11的连接口位于下端限位环95与针头94之间，通过注射器9内利用隔板8将空腔分为上下两部分，且分别通入水溶液和原材料，使注射器9内的溶液含量保持一致，从而使针头94处的原料所受压强保持一致，能够在针头94的下开口处匀速的产生液滴，使得产生的纤维细丝更加的均匀，从而提高了产品的质量。
在使用时，通过原料管11将碳粉末与液体硅烷的聚合物注入注射器9中隔板91下侧的空腔内，而通过水管10将水注入注射器9中隔板91上侧的空腔内，在原料消耗和填充的过过程中，会使隔板91在限位环95之间进行小幅度的滑动，而隔板91上侧的水会进行添加会挤出，保证了注塑器9内溶液的含量保持一致，从而使针头94处的原料所受压强保持一致，当原料位于针头94的下开口处形成液滴时，通过高压电源14的作用，针头处的液滴会由球形变为圆锥形，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝，纤维细丝会吸附在下方的滚筒接收器12上，而通过伺服电机5的正反转配合蜗杆4和螺纹套6能够带动注射器9来回移动，而小型步进电机13也会使滚筒接收器12发生转动，使产生的纤维细丝能够均匀的吸附在滚筒接收器12的外围，从而得到硅碳负极材料，而清洁盘16主要用来收集静电纺丝过程中产生的杂物，通过按压和拉伸操纵杆92能够使注射器9内部的空腔体积发生变化，而内部溶液含量的不同就会影响针头94处压强，从而实现对于静电纺丝加工速率和精度的调节。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种硅碳负极材料制备装置，包括框体(1)，其特征在于：所述框体(1)的内部固定安装有导向柱(2)，所述导向柱(2)的内部通过轴承(3)转动连接有蜗杆(4)，所述蜗杆(4)的右端固定连接有伺服电机(5)，所述蜗杆(4)的外围套接有螺纹套(6)，所述螺纹套(6)的前端固定安装有连接板(7)，所述连接板(7)的前端通过固定支架(8)固定连接有注射器(9)，所述注射器(9)的左端固定连接有水管(10)，所述注射器(9)左端水管(10)的下方固定连接有原料管(11)，所述框体(1)内部导向柱(2)的下方通过轴承(3)转动连接有滚筒接收器(12)，所述滚筒接收器(12)的右端固定连接有小型步进电机(13)，所述框体(1)左侧的内壁设置有高压电源(14)，所述高压电源(14)的正负极通过电线(15)与注射器(9)和滚筒接收器(12)相连接，所述框体(1)内部的底端放置有清洁盘(16)。
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：所述蜗杆(4)通过两端的轴承(3)转动连接在导向柱(2)的内部，所述伺服电机(5)通过连接键与蜗杆(4)的右端同心安装。
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：所述导向柱(2)的前端开设有凹槽，所述螺纹套(6)贯穿凹槽套设在蜗杆(4)的外围，所述连接板(7)位于导向柱(2)的前端。
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：所述注射器(9)包括有隔板(91)、操纵杆(92)、活塞(93)、针头(94)、限位环(95)，所述注射器(9)的内部滑动连接有隔板(91)，所述注射器(9)的顶部滑动连接有操纵杆(92)，所述操纵杆(92)的底端固定安装有活塞(93)，所述注射器(9)的底端活动连接有针头(94)，所述注射器(9)内部隔板(91)的上下两端固定安装有限位环(95)。
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：所述水管(10)的连接口位于上端限位环(95)与活塞(93)之间，所述原料管(11)的连接口位于下端限位环(95)与针头(94)之间。
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：所述滚筒接收器(12)为金属材质，且右侧通过电线(15)接地。
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Address after: 519000, Building 1-77, No. 625 Xinsha Fifth Road, Tangjiawan Town, High tech Zone, Zhuhai City, Guangdong Province Patentee after: Changyuan New Energy Materials Research Institute (Guangdong) Co.,Ltd. Address before: 519000 No. 5, Keji 8th Road, Tangjiawan Town, high tech Zone, Zhuhai, Guangdong Patentee before: Changyuan Zehui New Energy Materials Research Institute (Zhuhai) Co.,Ltd. |
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